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Osservatorio
dell’Industria Italiana
dell’Automazione
Maggio 2016
ANIE Automazione
Osservatorio
dell’Industria Italiana
dell’Automazione
Maggio 2016
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Osservatorio dell’Industria Italiana dell’Automazione
Cari Lettori,
è con piacere che utilizzo le pagine di questa nuova edizione
dell’Osservatorio presentata in occasione della fiera SPS di Parma,
per confermare il positivo andamento del nostro comparto nel
corso dell’anno 2015, chiusosi con un incremento del mercato e del
fatturato delle aziende associate del 7 per cento medio, considerando
le tecnologie ed applicazioni rappresentate da ANIE Automazione.
L’automazione industriale conferma perciò la sua attrattività ed il suo
impulso nel garantire ai processi industriali uno sviluppo competitivo
all’insegna dell’innovazione tecnologica.
L’automazione è inoltre l’elemento portante nella rivoluzione
industriale dettata dai principi di Industry 4.0 e delle sue varie tecnologie caratterizzanti.
Una tra le più rilevanti “smart manufacturing technologies” è l’additive manufacturing o se vogliamo, più
semplicemente, quanto può essere racchiuso nel concetto di Stampa 3D.
Stiamo partecipando infatti alla costruzione di una realtà industriale del tutto nuova in cui le tecnologie
informatiche ed elettroniche non saranno più solo un supporto per l’automazione dei processi produttivi,
ma diventeranno parte costitutiva degli oggetti reali, trasformandoli in sistemi cyber-fisici intercomunicanti
e dotati di “intelligenza”.
L’Internet Of Things è il mezzo che permette di definire la mappa virtuale della realtà della fabbrica in cui
le “cose” (impianti, risorse di produzione e prodotti) acquisiscono un’identità informatica, che permette
loro di collegarsi e di scambiare informazioni in tempo reale.
L’interazione e lo scambio di informazioni consentirà di individuare nuove strategie di business basate
su paradigmi tecnologici produttivi fino ad oggi impensabili. Le aziende manifatturiere avranno il grande
vantaggio di poter realizzare sistemi di produzione realmente flessibili in grado di riconfigurarsi velocemente
e di adattare le operazioni di manufacturing per garantire qualità, tempistiche e personalizzazioni
alle esigenze del prodotto che “chiede” di essere realizzato. Tra le principali innovazioni che rendono
possibile questo cambiamento nel settore manifatturiero, la Stampa 3D è forse il più appariscente perché
immediatamente spendibile e uno dei principali fattori che consentirà il raggiungimento di benefici
competitivi come aumenti di produttività, riduzioni dei costi di produzione e drastiche compressioni di
time-to-market e lead time.
E’ un fenomeno in forte crescita, già discretamente diffuso nel tessuto produttivo italiano con enormi
potenzialità di sviluppo, perché consente la realizzazione immediata e senza ulteriori mediazioni
tecnologiche o sprechi di materiale di quanto viene progettato e testato nel mondo virtuale. Lo scenario di
applicazione di questa tecnologia innovativa va ben oltre il semplice ambito del prototipo diventando un
elemento fondamentale della strategia con cui l’Industry 4.0 sta innovando la manifattura … l’annullamento
della distanza tra virtuale e reale.
Giuliano Busetto
Presidente ANIE Automazione
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Indice
Introduzione
pag.5
Capitolo 1 - I
principali comparti dell’Automazione Industriale in Italia
Il punto di vista delle aziende di ANIE Automazione
ITALIANA DELL’AUTOMAZIONE MANIFATTURIERA E DI PROCESSO
Principali tendenze nel 2015
pag.8
Capitolo 2 - L’INDUSTRIA
Capitolo 3 - Note
di approfondimento
Stampa 3D: un volano per la manifattura digitale
pag.24
Capitolo 4 - Aziende
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associate ANIE Automazione
pag.33
pag.48
Introduzione
Ad ANIE Automazione aderiscono le imprese, piccole medie e grandi, produttrici di beni e di servizi operanti
nel campo dell’automazione dell’industria manifatturiera, di processo e delle reti di pubblica utilità.
ANIE Automazione è una delle 13 Associazioni di settore di ANIE - Federazione Nazionale delle Imprese
Elettrotecniche ed Elettroniche, aderente a Confindustria.
L’Associazione attraverso i suoi Gruppi rappresenta, sostiene e tutela le aziende che svolgono attività nei
seguenti comparti merceologici:
• Automazione di processo
• Azionamenti Elettrici
• Componenti e Tecnologie per la Misura e il Controllo
• HMI-IPC-SCADA
• Meccatronica
• PLC-I/O
• Software Industriale
• Telecontrollo, Supervisione e Automazione delle Reti
• Telematica applicata a Traffico e Trasporti
• UPS - Gruppi Statici di Continuità
ANIE Automazione si propone di favorire lo sviluppo delle imprese e, in particolare:
• svolge un’azione di tutela e di rappresentanza delle imprese nei confronti delle Istituzioni, della Pubblica
Amministrazione e della società in generale;
• risponde in maniera qualificata a quesiti legali e tecnico-normativi grazie alla competenza degli esperti
dei Servizi Centrali Legale, Ambiente e Tecnico-Normativo di ANIE. Per quanto riguarda le normative
internazionali, ANIE Automazione è iscritta al CEMEP (European Committee of Manufactures of Electrical
Machines and Power Electronics);
• fornisce ai propri Soci un servizio di raccolta ed elaborazione dei dati di mercato in collaborazione con il
Servizio Centrale Studi Economici di ANIE;
• incentiva la ricerca e l’innovazione quale fattore indispensabile allo sviluppo del Sistema Paese;
• promuove la visibilità del settore nel più ampio contesto economico e fornisce un servizio di informazione
e assistenza sui temi strategici di interesse del comparto anche attraverso eventi, fiere, convegni e corsi
di formazione;
• supporta l’internazionalizzazione
Internazionalizzazione di ANIE;
delle
imprese
tramite
le
iniziative
del
Servizio
Centrale
• realizza pubblicazioni di carattere tecnico-divulgativo e di approfondimento sui mercati di riferimento.
Automazione di processo
L’industria di processo comprende tutte le applicazioni che provvedono alla trasformazione chimico-fisica
della materia prima, cioè tutto quanto attiene alla produzione di materiali e di servizi di base. Il Gruppo
rappresenta le aziende specializzate nella strumentazione industriale di misura e di controllo in campo, in
analizzatori di gas e liquidi, sistemi di controllo di processo, attività di consulenza e ingegneria e Service.
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Azionamenti Elettrici
Presidente: Paolo Colombo
Il Gruppo Azionamenti Elettrici riunisce le principali aziende del settore dei convertitori per motori a corrente
continua e alternata, dei servoazionamenti e dei motori brushless.
Tra le principali attività, si segnalano le iniziative volte alla promozione della cultura dell’efficienza
energetica e dell’innovazione tecnologica; il contributo alla definizione della normativa tecnica; il costante
monitoraggio del mercato sia italiano che europeo, e la partecipazione all’Industrial Group Variable Speed
Drives del CEMEP.
Componenti e Tecnologie per la Misura e il Controllo
Presidente: Andrea Bianchi
Il Gruppo Componenti e Tecnologie per la Misura e il Controllo è composto da aziende specializzate nel
settore della sensoristica e del controllo.
Il Gruppo è suddiviso nei Sottogruppi Encoder, Networking, RFID, Safety, Sistemi di Visione e Wireless
Industriale le cui attività si articolano su: l’analisi del mercato, gli aspetti tecnici connessi alla tecnologia, la
promozione e la comunicazione.
HMI-IPC-SCADA
Presidente: Mauro Galano
Al Gruppo HMI IPC SCADA aderiscono le aziende operanti nel campo delle soluzioni che permettono
all’operatore di avere il controllo del sistema attraverso la visualizzazione delle informazioni dello stato
macchina, la gestione delle emergenze, l’impostazione di parametri atti a definire i cicli di lavorazione e la
reportistica dei dati.
Oltre alle attività di promozione che si concretizzano nella realizzazione di documentazione tecnica e
convegni, una particolare attenzione viene rivolta al monitoraggio del mercato.
Meccatronica
Presidente: Sabina Cristini
La meccatronica, area di convergenza tra le tecnologie dell’elettronica, della meccanica e dell’informatica,
rappresenta un comparto trasversale di grande interesse per i Soci ANIE Automazione. Al Gruppo Meccatronica
aderiscono le aziende che realizzano componenti e soluzioni meccatroniche destinate ai produttori
di macchine. All’interno del Gruppo è quindi rappresentato un ampio ventaglio di prodotti, hardware e
software, con particolare attenzione al mondo del motion control.
Il Gruppo organizza annualmente il Forum Meccatronica, un momento di confronto fra i fornitori di tecnologia,
i costruttori di macchine e gli utilizzatori finali sulle nuove frontiere della meccatronica a fronte delle sfide
poste da Industria 4.0.
PLC-I/O
Presidente: Roberto Motta
Al Gruppo PLC-I/O aderiscono le aziende del settore dei Controllori Logici Programmabili, delle reti industriali
e bus di campo; dei sistemi di connessione; delle interfacce e moduli d’ingresso uscita digitali/analogici; del
software di configurazione, programmazione, debug e diagnostica.
Il Gruppo monitora l’evoluzione del mercato e promuove la tecnologia attraverso la realizzazione di
pubblicazioni e la partecipazione ad eventi.
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Software Industriale
Costituito a inizio 2015, il nuovo gruppo di lavoro dedicato al Software Industriale si occupa di seguire
l’evoluzione dei trend di mercato e di intraprendere iniziative di alfabetizzazione del settore attraverso
la redazione di articoli e manuali e la partecipazioni a manifestazioni e seminari. Il perimetro di lavoro
individuato dal Gruppo include il Manufacturing Operations Management (MOM) che riunisce MES e altre
applicazioni, gli applicativi per la progettazione CAx (Computer Aided everything, cioè CAD, CAE, CAS, CAT,
CAM), i software per la simulazione e virtualizzazione degli impianti e delle macchine a scopo di training
degli operatori e di velocizzazione della fase di commissioning e i software di Product Lifecycle Management
(PLM) che consentono alle aziende di gestire l’intero ciclo di vita di prodotto in modo efficiente e redditizio,
dall’ideazione, progettazione e produzione, fino ai servizi al fine vita.
Telecontrollo, Supervisione e Automazione delle Reti
Presidente: Antonio De Bellis
Al Gruppo Telecontrollo, Supervisione e Automazione delle Reti aderiscono le principali e più qualificate
aziende impegnate nella realizzazione di sistemi di telecontrollo per le reti di pubblica utilità (distribuzione
elettrica e del gas, ciclo completo delle acque: idropotabile, reflue-depurazione, irrigazione, monitoraggio
ambientale). L’implementazione dei concetti di “smart community” e “Industria 4.0”, sta trasformando
lo scenario economico introducendo nuovi servizi e nuovi ambiti di applicazione delle tecnologie del
Telecontrollo, quali la building automation, l’illuminazione, l’E-mobility, la filiera industriale e agricola;
facendo rilevare sempre più la presenza nel comparto di aziende provenienti da sfere diverse, soprattutto
del settore dell’Information Technology.
Il Gruppo organizza da oltre vent’anni il convegno nazionale biennale del Telecontrollo e opera al fine di
presidiare e promuovere lo sviluppo dei temi tecnologici e di mercato propri del settore.
Il Gruppo ha un proprio marchio che attesta l’impegno delle aziende aderenti a sostegno della competitività
e dell’ammodernamento sostenibile del Paese.
Telematica applicata a Traffico e Trasporti
Presidente: Roberto Moro
La missione del Gruppo è orientata allo sviluppo e alla diffusione della conoscenza dei sistemi, delle tecnologie
e dei dispositivi applicabili al controllo e alla sicurezza del traffico stradale e dei trasporti passeggeri e merci.
Qualità dell’ambiente e gestione ottimizzata degli impianti e delle infrastrutture di traffico, anche con
riferimento alle Smart City e Smart Community, sono due tra i principali obiettivi delle aziende del Gruppo.
Gruppi Statici di Continuità - UPS
Presidente: Alberto Sciamè
Il Gruppo UPS di ANIE Automazione è costituito dai principali e più qualificati costruttori di sistemi di
continuità. Tra le iniziative del Gruppo, per lo sviluppo del settore, si ricorda la pubblicazione di diverse guide
tecniche nazionali ed europee per la scelta dell’UPS ed il monitoraggio del mercato nazionale ed europeo,
quest’ultimo attuato attraverso la partecipazione all’Industrial Group UPS del CEMEP.
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capitolo 1
I principali comparti
dell’automazione industriale IN ITALIA
Il punto di vista delle aziende
di ANIE Automazione
Questo capitolo arricchisce l’Osservatorio con alcune considerazioni emerse nell’ambito dei gruppi di
lavoro di ANIE Automazione ed è pertanto il risultato della professionalità e dell’esperienza di chi opera
quotidianamente nel settore.
I temi presi in esame, poiché ritenuti di particolare interesse e attualità, sono l’andamento economico del
comparto di competenza e l’identificazione dei driver tecnologici e di mercato che consentono di contrastare
l’instabilità economico-politica e di ottenere livelli di crescita costanti.
Ai Presidenti dei diversi Gruppi, inoltre, è stato chiesto un commento sulla digitalizzazione e su come si stia
concretizzando in Italia la quarta rivoluzione industriale.
Infine, sono state stimolate idee e proposte su come l’industria potrebbe affiancare lo Stato nel migliorare
la formazione tecnico-scientifica dei giovani nel nostro Paese.
Paolo Colombo
Presidente Gruppo Azionamenti Elettrici
Il Gruppo Azionamenti Elettrici ha chiuso il 2015 con una variazione del
fatturato del +6% rispetto all’anno precedente, confermandosi tra le
tecnologie di punta di ANIE Automazione.
Tra i suoi componenti, particolarmente buone le performance di
servoazionamenti e servomotori, con una crescita rispettivamente
dell’11% e del 14%.
L’andamento del mercato nel corso del 2015 è stato altalenante, con
un primo semestre positivo seguito da un secondo semestre che ha
ridimensionato in buona parte le performance messe a segno nella
prima parte dell’anno. La causa principale è da individuare nel rallentamento dell’export, condizionato dal
raffreddamento dell’economia Cinese e dei Paesi collegati, dai problemi russi e dalla brusca frenata del
Brasile. Questo rallentamento condiziona le previsioni per il 2016: i fattori positivi per il mercato europeo,
come il basso prezzo delle materie prime, hanno come contraltare una minore capacità di spesa dei Paesi
in cui si esportano i nostri macchinari.
Il “sentiment” per il primo semestre 2016 delle aziende appartenenti al Gruppo Azionamenti è improntato
ad un cauto ottimismo, al quale si spera subentri una ripresa più marcata nella seconda parte dell’anno.
Tra i driver tecnologici ancora attuali nel 2016 si cita l’efficienza energetica, anche se il raffreddamento dei
prezzi dell’energia ha forse diminuito un po’ l’attenzione sul tema, e tutta l’area “safety”, in pieno sviluppo
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grazie alla sempre maggiore interazione e “collaboratività” tra uomo e macchina.
In Italia il processo di digitalizzazione, verso la quarta rivoluzione industriale è iniziato da un paio di anni,
anche se in modo più lento rispetto ad altri paesi.
In effetti se facciamo un confronto in particolare con la Germania, dove Industrie 4.0 è fortemente supportata
da tutta la macchina organizzativa statale, in Italia tale rivoluzione è voluta e perseguita “dal basso”, dalle
aziende medie e grandi che hanno abbracciato la visione di far lavorare in modo più interconnesso e
“smart” le macchine di produzione, tra loro e con la logistica.
Proprio queste due aree, produzione e logistica, sono trainanti in questo processo: la produzione beneficia
di maggiore reattività e flessibilità, fondamentali in un mondo di continui cambiamenti.
La logistica non è più da considerare un semplice costo nella catena del valore: i nuovi modelli di consumo
e distribuzione (mass-customization, e-commerce) la rendono centrale sia per rispondere alle richieste del
mercato sia per recuperare efficienza e produttività.
La chiave per il successo del sistema Italia sarà nello sfruttare le nuove tecnologie per la fabbrica
“meccatronica” unite alle competenze più consolidate e tradizionali, per raggiungere anche il grande tessuto
di aziende medio-piccole finora meno coinvolte nel processo di innovazione.
Il Gruppo Azionamenti, grazie al supporto di tutti gli Associati, è impegnato in iniziative per diffondere a tutti
i livelli, dall’Università alle fiere di settore, la cultura e la conoscenza delle nuove tecnologie e possibilità.
Nel quadro attuale, l’alternanza scuola-lavoro è fondamentale per diversi motivi: per le sue finalità orientative
e formative, e perché consente di implementare la consapevolezza dei ragazzi sulle loro attitudini, interessi
e, in generale, sul loro futuro professionale.
Ma non solo, tali progetti permettono alle aziende di formare i giovani in base alle necessità aziendali
tecnico-specialistiche e culturali tipicamente poco presenti nel mercato del lavoro, dando la possibilità di
entrare in contatto con studenti di potenziale (finalità di recruitment e di employer branding).
Infine creano partnership virtuose tra mondo della scuola e impresa per favorire la contaminazione reciproca
tra teoria e prassi e lo sviluppo della comunità di riferimento (finalità etico-sociali).
Al fine di affiancare lo Stato nella realizzazione di questi obiettivi, l’industria potrebbe:
- essere coinvolta in modo strutturale e snello (es. portale dedicato) in un network che metta in collegamento
industria e scuola per favorire l’incontro domanda-offerta su base territoriale;
- fornire docenze, case history, testimonianze durante ore d’aula o workshop specifici nella scuola superiore
in modo analogo a quanto già avviene per ITS e Master.
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Andrea Bianchi
Presidente Gruppo Componenti e Tecnologie per la Misura e il Controllo
Nonostante il non promettente scenario macroeconomico mondiale,
l’industria manifatturiera italiana è riuscita a mantenere nell’arco del
2015 fino ai primi mesi dell’anno in corso un profilo di recupero, seppur
lento. Un contributo importante a sostegno del settore è stato fornito
dagli investimenti nell’automazione, verso i quali si rileva crescente
interesse e attenzione, proprio perché consentono di raggiungere
l’efficienza produttiva pretesa oggi da un’industria sempre più
“intelligente”.
Le aziende produttrici sono, infatti, alla continua ricerca di nuove
tecnologie per realizzare dispositivi dai costi contenuti, precisi, affidabili e che rispondano all’incalzante
domanda di funzionalità per applicazioni sempre più sofisticate.
E proprio questa ricerca si rivela terreno fertile per il mercato italiano dei componenti per la misura e
il controllo nell’ambito dell’automazione industriale, che nell’anno appena concluso ha beneficiato delle
ottime performance di alcuni dei suoi segmenti tecnologici prevalenti: basti pensare al trend di crescita
dell’Industrial Ethernet e del Networking Industriale che va di pari passo con l’andamento del mercato
globale; alla scalata dei dispositivi Wireless e Rfid; alla tenuta della sensoristica destinata ai macchinari
industriali, con particolare riferimento ai sistemi di Visione artificiale, agli Encoder e alle soluzioni Safety
sempre più innovative. La spinta alla crescita del comparto continua a venire soprattutto dalla capacità dei clienti italiani - OEM
nello specifico - di guardare ai mercati extranazionali, anche se un moderato contributo positivo è stato
offerto anche dalla domanda interna, che negli ultimi anni aveva espresso una sostanziale debolezza. La
combinazione degli effetti della domanda diretta e indiretta porta ragionevolmente ad ipotizzare che una
quota intorno al 70% della componentistica di automazione industriale sia destinata al mercato estero, e in
particolare: EMEA, Asia e America, il cui peso si calibra in base alla specifica tecnologia considerata.
L’ampia disponibilità di prodotti, al pari dei vantaggi innovativi che la componentistica per la misura e
il controllo può offrire nell’ambito dell’automazione sia di processo che di fabbrica, consente sbocchi
importanti in settori industriali anche molto diversi tra loro.
La fetta principale del giro d’affari dell’insieme di queste tecnologie è stata generata dall’industria meccanica
(macchine utensili), robotica, automotive, alimentare, farmaceutica, tessile, ceramica, del material handling,
del legno e della plastica, dove in alcuni casi si sono registrati picchi di crescita della produzione anche
importanti.
Tuttavia, le speculazioni e la volatilità finanziaria, l’instabilità politica e la minaccia terrorismo, la mancanza
di investimenti minano il diffuso ottimismo degli operatori del settore respirato fino agli ultimi mesi del
2015, ridimensionando le prospettive di crescita in questo inizio 2016 per il quale comunque ci si aspetta
una chiusura positiva, in linea con gli incrementi registrati nell’anno che ci siamo lasciati alle spalle.
Le aspettative positive sono alimentate dall’emergere, anche nel nostro paese, di un’industria proiettata
verso un modo di fare impresa che si declina nel digitale, nella robotica e nella meccatronica, che parla
la lingua dell’Internet delle cose e dei software di progettazione, e che, in un’economia italiana ancora in
letargo, può essere in grado di contribuire alla svolta.
La rivoluzione indicata da Industria 4.0 che promuove lo sviluppo dell’informatizzazione delle industrie,
in particolare manifatturiere, non è però un fenomeno che può avvenire velocemente. Ci vuole tempo
anche se la strada ormai è tracciata e ogni anno emerge qualche nuova tendenza che porta ad accrescere
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il coinvolgimento dei nostri clienti nell’integrazione tra i sistemi di automazione industriale e le loro
applicazioni aziendali.
Le tecnologie di riferimento del comparto da me rappresentato sono quanto di più attinente con il mega
trend dell’IoT - IIoT nello specifico - e, più in generale, di Industria 4.0. L’infrastruttura di rete è un elemento
imprescindibile che sta alla base di qualsiasi politica di fabbrica digitalizzata in senso lato; mentre la
tecnologia wireless, i sistemi di visione artificiale, i sensori di identificazione automatica e di sicurezza
saranno certamente protagonisti della maggior parte delle applicazioni di automazione industriale nel
percorso verso l’implementazione della fabbrica del futuro.
Pur essendo l’Industria 4.0 un paradigma i cui risultati saranno visibili entro non meno di una decina d’anni,
il nostro Paese ha accumulato del ritardo rispetto ai competitor manifatturieri tedeschi e statunitensi, ma
anche rispetto ad alcune nazioni europee (come UK, Olanda, Francia) che pure non fanno della manifattura
il centro della loro ricchezza, al pari dell’Italia. Si tratta a mio avviso di un ritardo di concezione strategica
nelle aziende e di trasformazione dei programmi di formazione universitari e superiori. Un ritardo che,
lavorando con incisività e dedizione, può essere recuperato in modo da poter iniziare il vero percorso di
trasformazione del tessuto industriale.
È importante che l’evoluzione del sistema produttivo sia accompagnata da appropriate misure nel settore
della formazione, ambito cruciale per la creazione di competenze che possano rafforzarne la competitività,
attraverso interventi di potenziamento della formazione professionale; sensibilizzazione di docenti e allievi
degli istituti tecnici sullo studio dei temi del manifatturiero; potenziamento del piano scuola digitale e
rafforzamento dei percorsi di alternanza scuola-lavoro per favorire la formazione di competenze e conoscenze
chiave in ottica Industria 4.0 a tutti i livelli professionali; sostegno all’alta formazione, in particolare alla
creazione di dottorati industriali e al coinvolgimento dei ricercatori nelle attività industriali.
Nei percorsi di alternanza scuola-lavoro svolgono certamente un ruolo strategico gli Istituti Tecnici Superiori.
Dato che la partnership delle fondazioni ITS è formata da università, centri di ricerca, enti locali, imprese, e
istituti scolastici, in tale ambito può essere favorita una più intensa sinergia progettuale e operativa orientata
a generare opportunità di miglioramento e di perfezionamento professionale finalizzato alla formazione e al
collocamento dei giovani in cerca di occupazione.
Non c’è dubbio che università e istituti tecnici italiani siano poli di eccellenza nella formazione ingegneristica
e scientifica, ma ritengo che solo attuando un’integrazione con il settore manifatturiero sia possibile
valorizzare effettivamente e ulteriormente la forza lavoro specializzata sempre più richiesta dalle nostre
aziende.
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Mauro Galano
Presidente Gruppo HMI-IPC-SCADA
Il 2015 è stato un anno sostanzialmente positivo: iniziato nel migliore
dei modi ha poi rallentato nell’ultimo trimestre, per concludersi con un
incremento di qualche punto percentuale rispetto all’anno precedente.
Questo risultato è stato reso possibile grazie alla sempre predominante
incidenza dell’export, con i costruttori di macchine che esportano in
tutto il mondo.
Nel campo dei servizi e delle infrastrutture, il quadro favorevole
della congiuntura interna ha permesso di ridare fiducia ai mercati,
che tuttavia rimangono sempre cauti a fronte delle turbolenze che si
verificano repentine ed imprevedibili.
Il settore della visualizzazione, strettamente legato a quello dei controllori, continua a dare segnali positivi,
con incrementi anche significativi. Questo probabilmente è avvalorato dal fatto che l’HMI viene visto non
solo come terminale per la visualizzazione, ma anche come dispositivo che permette la collaborazione tra
persone, gruppi e le stesse macchine, oltre che come strumento per migliorare l’efficienza. In altre parole
l’interfaccia operatore, o meglio ancora lo SCADA (e gli altri software industriali), sono di fatto diventati
uno dei tasselli più importanti per la realizzazione di una Manufacturing Intelligence che connette persone,
processi e tecnologie.
Quindi lo sviluppo tecnologico dell’HMI, con l’integrazione di funzionalità avanzate di storicizzazione, di
calcolo dell’efficienza ed una facile e trasparente integrazione con i livelli IT superiori, sarà sempre più il
cardine per le soluzioni di domani che dovranno supportare obbligatoriamente la mobilità degli utilizzatori,
consentendo l’uso delle informazioni desiderate da qualsiasi tipologia di dispositivo.
La Fabbrica digitalizzata permette di avere una produzione intelligente (Smart manufacturing), connettendo
persone, processi e tecnologie.
Per avere un ambiente più sostenibile è necessario disporre di un ambiente di produzione ottimizzato, più
agile e in grado di rispondere velocemente alle sempre mutevoli condizioni del mercato.
Occorre soddisfare i clienti in modo sempre più rapido, passando dalla operatività basata sulle previsioni a
quella in funzione della domanda; limitare al minimo il rischio della catena di fornitura e la variabilità; ridurre
l’inventario e sapere dove e quando sono necessari i materiali; avere una produzione efficiente attraverso
tempi di conversione più rapidi (autoadattamento delle macchine), insieme a processi di rilevamento degli
errori ed analisi della qualità in tempo reale.
Per raggiungere questi obiettivi è necessario disporre di dispositivi intelligenti e di intelligenza integrata
all’interno dei plant e dei processi, supportati da una adeguata infrastruttura di rete.
Secondo un recente studio di settore, ad oggi, oltre il 70% degli stabilimenti in Italia ha più di 20 anni: ciò
significa che i sistemi di automazione presenti sono obsoleti (o almeno parzialmente) e pertanto non sono
stati progettati per essere connessi ad una rete, anche dal punto di vista della sicurezza. Inoltre questi asset
“datati” non sono neppure in grado di fornire le informazioni indispensabili per inserirli all’interno della
fabbrica interconnessa.
E’ quindi indispensabile un aggiornamento ed ammodernamento delle tecnologie utilizzate.
Purtroppo la situazione economica contingente non favorisce gli investimenti da parte delle aziende, già
magari in difficoltà. Per questo motivo sarebbe auspicabile che a livello governativo fossero dati ulteriori
incentivi per l’innovazione, sia per trainare lo sviluppo e la crescita sia per mantenere elevato il livello di
competitività delle nostre aziende.
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Molte imprese hanno già recepito i vantaggi derivanti dalla fabbrica intelligente ed hanno iniziato ad
ottenere un aumento dei profitti nel medio periodo: anche i nostri costruttori di macchine predispongono
da tempo i sistemi di automazione con dati ed informazioni che possono essere passati ai livelli superiori
per migliorare la produttività dell’impianto.
La tecnologia e, in particolare HMI e SCADA, sono già in grado di interpretare queste richieste fornendo
prodotti, soluzioni ed architetture che ben si integrano con i requisiti della fabbrica intelligente.
Dispositivi smart che si connettono in rete, analisi dei dati (trasformando i dati in informazioni), scalabilità,
mobilità e sicurezza, sono caratteristiche già proprie delle soluzioni di visualizzazione anche se sicuramente
molto può essere ancora fatto in termini di semplicità di configurazione e di integrazione tra controllo ed
informazioni.
L’alternanza scuola-lavoro consiste nella realizzazione di percorsi progettati, attuati, verificati e valutati,
sotto la responsabilità dell’istituzione scolastica o formativa, sulla base di apposite convenzioni con le
imprese o con gli enti pubblici e privati disponibili ad accogliere gli studenti per periodi di apprendimento
in situazione lavorativa.
L’alternanza di ore di lezione in classe a stage in azienda è una novità innanzitutto di origine culturale: si è
sempre pensato che prima si studia e poi si cerca lavoro, ma non può più essere così.
Si tratta quindi di un passo importante per creare un contatto virtuoso tra due mondi – quello della scuola e
quello del lavoro - che per troppo tempo si sono guardati con diffidenza e preoccupazione.
Si tratta di puntare a una collaborazione chiara tra le parti in causa che non dimentichi mai che al centro
vi sono dei giovani in formazione. Uno dei punti di diffidenza nasce proprio da questo: la scuola rivendica
il proprio ruolo educativo e vede le aziende approfittare di questi stage come un impiego non retribuito.
Dal canto loro le aziende lamentano di trovare giovani appena usciti dall’iter scolastico senza un’adeguata
preparazione per il mondo del lavoro.
Tuttavia sono già parecchi i casi di fruttuosa collaborazione fra ITIS o Istituti professionali ed aziende.
Questi esempi andrebbero implementati consentendo anche alle piccole e medie aziende di cooperare
con il mondo scolastico: non dimentichiamoci che oltre i tre quarti delle imprese in Italia ha meno di dieci
dipendenti e, dunque, serie difficoltà a partecipare a questi progetti. Pertanto è opportuno potenziare e
creare poli di riferimento per scuole ed aziende a cui entrambe possano rivolgersi per realizzare progetti di
alternanza validi anche in realtà territoriali che non offrono la presenza di grandi imprese.
E’ necessario offrire un modello funzionale sul quale basare progetti da attuare su tutto il territorio nazionale,
nella consapevolezza che anche l’alternanza scuola-lavoro è un tassello importante del nostro futuro e di
quello delle giovani generazioni.
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Roberto Motta
Presidente Gruppo PLC-I/O
Il comparto dei controllori programmabili ha chiuso il 2015 con una
crescita del giro d’affari intorno ai 6 punti percentuali rispetto all’anno
precedente, superando la soglia raggiunta nel 2008. Risultato che
non può non essere guardato con ottimismo anche perché il settore
dell’Automazione industriale in genere sembra confermare, anche in
questi primi mesi del 2016, un trend positivo dovuto in massima parte
ad un andamento più stabile del mercato e a minori sofferenze sui
pagamenti.
Con un andamento largamente confermato negli anni, resta
fondamentale, non solo per il comparto PLC, ma per l’intero ambito dell’automazione nel manifatturiero, il
ruolo di traino esercitato dalle esportazioni ed il ruolo prioritario dei nostri OEM.
Il Packaging, pur con una lieve flessione rispetto al 2014, si conferma un settore di punta per i PLC, seguito
dalle lavorazioni meccaniche e dalla plastica.
Restano in sofferenza gli investimenti nell’industria di processo e nelle infrastrutture.
Ritengo che la situazione attuale in Italia presenti ancora luci ed ombre; se infatti da una parte esiste un
indubbio grande interesse intorno alla “smart manufacturing”, per altro verso questo interesse fatica ad
affermarsi in modelli produttivi che traggano reali vantaggi dalla ormai diffusa disponibilità sul mercato di
tecnologie “smart” anche nel comparto PLC.
Se la convergenza sulle reti IP anche per le applicazioni industriali può essere considerato un dato di fatto
ormai diffuso, questa convergenza è avvenuta spesso senza una progettazione che tenesse conto appieno
degli aspetti legati alla digitalizzazione della produzione. La “smart manufacturing” è molto spesso ancora
intesa come il mero collegamento di sistemi (IT e OT) che restano di fatto eterogenei fra loro. Il contesto
auspicherebbe invece di sviluppare una integrazione senza soluzione di continuità tra IT e OT che abiliti
l’accesso ai dati operativi in tempo reale qualunque sia la loro fonte.
Anche il comparto PLC sta faticando per certi versi a tenere il passo dell’innovazione tecnologica in ambito
IT che vede una crescita pervasiva dei dispositivi “mobile” su una rete che è sempre più “Giga ethernet”,
“gestita” ed in grado di offrire non solo funzioni di switching, ma anche di routing per il trasferimento di una
mole sempre più rilevante di dati (big data) che vanno trasformati in informazioni.
Dal punto di vista delle tecnologie del Gruppo rappresentato, l’aspetto di maggiore rilievo della “smart
manufacturing” è legato all’utilizzo sempre più pervasivo della rete IP. Su di essa le “cose” dell’Internet of
Things si rendono riconoscibili e acquistano valenza grazie al fatto di poter comunicare dati sul proprio stato
e di accedere ad informazioni aggregate da parte di altre “cose” anche di tipo diverso. Le “cose” assumono
così un ruolo attivo grazie al collegamento alla rete su cui sono univocamente identificabili.
In ambito industriale, le “cose” (PLC, PAC, IO, EOI, Sensori, Azionamenti, ecc.) hanno finora comunicato fra
di loro utilizzando una vastissima gamma di protocolli e applicazioni (oggi genericamente definiti “fieldbus
tradizionali”). La grossa innovazione che attualmente stiamo vivendo è che questa comunicazione si
inserisce in una rivoluzione, quella dell’Internet of Things, che non è solo “smart manufacturing”, ma sta
coinvolgendo quasi tutti gli aspetti della nostra vita quotidiana. Per migliorare la formazione tecnico-scientifica dei giovani il nostro Paese ha emanato provvedimenti volti
a correlare l’offerta formativa allo sviluppo culturale, sociale ed economico del territorio, come ad esempio
la valorizzazione dell’alternanza scuola-lavoro nel secondo ciclo di istruzione.
14
L’industria dovrebbe supportare questo tipo di approccio soprattutto considerando che gli analisti che
si occupano di “smart manufacturing” concordano nel dire che Know-how e competenze nell’industria
manifatturiera, in ragione dell’età attuale della maggior parte degli occupati nel mondo occidentale, si
ridurranno notevolmente nei prossimi 5 anni. Questo dovrebbe indurre l’industria ad individuare modelli
di “scuola-lavoro” che permettano di trasferire la conoscenza maturata in anni di esperienza alle nuove
generazioni. D’altro canto macchine e tecnologie stanno divenendo sempre più sofisticate e la disponibilità
di personale qualificato sta diventando la vera sfida del prossimo decennio.
15
Antonio De Bellis
Presidente Gruppo Telecontrollo,
Supervisione e Automazione delle Reti
Nel 2015, il mercato del Telecontrollo ha ottenuto un risultato
positivo, sostenuto principalmente dalle esigenze manutentive e di
riammodernamento degli impianti.
L’andamento moderatamente positivo dovrebbe essere confermato
anche nel 2016, con un mix di contributi tra business domestico ed
export, differente a seconda della tipologia di Industria (Energia, Acqua
e Trasporti/Infrastrutture) e del segmento al suo interno.
Una crescita più sostenuta del business nel settore Telecontrollo
potrebbe essere innescata solo da una effettiva e massiva implementazione dei concetti di Smart
Community e Industria 4.0. Attualmente l’implementazione è sostenuta da limitati e sporadici investimenti
in automazione e controllo, riconducibili, nella maggioranza dei casi, alla realizzazione di casi pilota.
Aspetti tecnologici, quali l’Internet of Things e i big data, richiederanno nuove e più diffuse soluzioni di
automazione e controllo sia a livello periferico che centrale. L’interconnessione diretta o indiretta con il cloud
per lo scambio di informazioni e per operare sui processi e sugli impianti, innalzerà il requisito di sicurezza,
in tutte le sue forme ed eccezioni. La progettazione e lo sviluppo delle componenti di automazione e
controllo, nonché la realizzazione di tali sistemi, dovranno essere intrinsecamente affidabili e avere le
predisposizioni per garantire livelli e prestazioni di sicurezza le cui specifiche si modificheranno, divenendo
più complesse, nel corso del tempo.
La “quarta rivoluzione” nell’economia industriale ha avuto avvio grazie all’evoluzione, tuttora in corso, in
ambito ITC e delle infrastrutture, con particolare riferimento alle reti di pubblica utilità. D’altro canto, però,
il compimento della “rivoluzione” nell’economia industriale influenzerà e determinerà lo sviluppo sia in
ambito ITC che in quello delle reti. Pertanto, ancor più di prima, si è venuto a creare un ambiente simbiotico,
dove l’interazione e l’integrazione tra le parti determinerà la velocità con cui la “rivoluzione” si consoliderà,
creando nuovi modelli per la vita delle aziende e delle persone.
In Italia, il processo si è avviato con lentezza e non permeando l’intera società, la sua organizzazione e le
sue strutture. Il comparto industriale, caratterizzato da una elevata presenza di PMI, è in ritardo rispetto
ad altre analoghe realtà estere anche se sono presenti casi di successo, all’avanguardia e precursori dei
cambiamenti legati al rinnovamento.
La gestione proattiva dell’energy management nell’industria è uno degli esempi dove le soluzioni del
telecontrollo hanno fattivamente contribuito a sostenere la “rivoluzione”. Il relativo ventaglio di applicazioni
copre l’intervento specifico di efficientamento energetico, come la realizzazione di micro/macro grid, dove
la generazione distribuita è affiancata da soluzioni di accumulo o uso intelligente dell’energia.
Da evidenziare, infine, l’effetto collaterale sulle infrastrutture di comunicazione e informatiche dovuto
all’installazione massiva di sensori, attuatori e dispositivi intelligenti, tipicamente integrabili in rete, via
cloud; nonché le modifiche da applicare ai sistemi e ai processi per garantire la sicurezza nell’accesso alle
informazioni o agli attuatori, associati agli impianti e alle loro produzioni.
Una stretta collaborazione tra industria e sistema scolastico è un assioma imprescindibile e indiscutibile per
assicurare la crescita e l’indipendenza del “sistema Italia” nel realizzare la “rivoluzione” di cui si è accennato
in precedenza.
Le nostre aziende sono parte attiva nel dialogo con gli studenti, affinché possano meglio comprendere quanto
16
sta accadendo e contribuire alla loro formazione. Rispetto alla situazione attuale, qualunque miglioramento
normativo che consenta di inserire studenti in azienda è di utilità, per rinsaldare la collaborazione e
ampliarne il perimetro d’azione.
Ritengo comunque che la vera svolta possa avvenire solo creando i presupposti per significativi investimenti
pubblici e privati, mirati alla realizzazione della “rivoluzione”. Ciò consentirà alle aziende di garantire sbocchi
occupazionali, che influenzeranno anche le scelte di indirizzo scolastico degli studenti. 17
Roberto Moro
Presidente Gruppo Telematica applicata a Traffico e Trasporti
Nel 2015 si deve registrare una stasi del mercato ITS nazionale,
probabilmente da collegare alla flessione economica corrente. Questa
ha comportato una generale carenza di nuovi investimenti sia in
applicazioni di controllo e supervisione del traffico sia in tecnologia nel
trasporto pubblico locale. Di fatto i soggetti, principalmente pubblici,
cui sono riferibili solitamente questi investimenti, scontano gli effetti
vincolanti del Patto di Bilancio. Si sono, almeno in parte, sottratti a
questa tendenza i gruppi privati, in genere concessionari di servizi ed
infrastrutture di mobilità. Per questi la spesa tecnologica, specialmente
quella collegata a sistemi di esazione e/o di pagamento elettronico, è stata significativa.
La sintesi di un possibile trend nel 2016 può riassumersi in alcune considerazioni, tra le quali:
• mancata crescita numerica dei produttori italiani di tecnologia. Chi è presente rimane, ma non nascono
nuovi soggetti. Produttori esteri anche extraeuropei sono interessati ad espandersi commercialmente
nello spazio UE.
• Prevalenza di una “ibridazione tecnologica” crescente tra telecomunicazioni, reti mobili e servizi di
trasporto, intesi come applicazioni di pagamento elettronico, prenotazione, informazione e ricerca itinerari.
• Crescita commerciale di applicazioni destinate al fleet management di flotte pubbliche e private,
includendo servizi di car-sharing, in quanto soggetto a incentivazioni sui costi di utilizzo (leggi accesso
libero alle zone a traffico limitato e ai parcheggi).
• Indizi di un allentamento dei vincoli del Patto di stabilità.
• Necessità manifesta di rinnovo di sistemi di automazione per obsolescenza tecnica.
• Attenzione agli aspetti di risparmio energetico.
• Crescita dei competitors internazionali.
La lunga questione sulla diffusione della “banda larga” è uno snodo centrale per tutte le considerazioni
riguardanti la digitalizzazione capillare del Paese.
Oggi si salda anche all’aspetto della proprietà delle reti di telecomunicazione e delle possibili condizioni
di limitazione della concorrenzialità. L’aspetto industriale della digitalizzazione porta a considerare una
prevalenza di multinazionali nel novero dei produttori di tecnologia di TLC ed un potenziale di soggetti,
questi nazionali, collegati alla gestione di servizi e alla produzione di applicazioni.
Questo può essere visto come una smaterializzazione del prodotto finale.
Nel campo dei trasporti ITS ciò si sta dimostrando vero, anche in relazione a un modello di business in
evoluzione, che è attirato dai volumi di un mercato consumer o automotive, certamente diversi da quelli
tradizionali del mercato professionale che ha segnato gli anni ‘90 e i primi 2000.
Questa transizione influisce in qualche modo anche sui produttori o integratori di tecnologia, specialmente
nei termini di rispetto di normative di prestazione e di linee guida riguardanti l’interoperabilità dei prodotti,
quindi struttura dei dati, protocolli, interfacce. Valga come esempio il concetto Internet of Things rivolto a
sensori, trasduttori e altri dispositivi impiegati per funzioni ITS.
Il rapporto scuola-lavoro, specie negli ambiti della formazione professionale, è sempre stato dibattuto e
ha influito su alcune riforme dell’Università (vedi le lauree tecniche triennali) e del corso di studi pre-
18
universitari. Sembra abbastanza difficile immaginare un percorso formativo pluriennale così flessibile alle
esigenze del mondo produttivo da non entrare in crisi di gestibilità dei programmi e dei titoli.
Certo, una politica industriale nazionale chiara determina una domanda di profili molto più definiti nei
confronti dei compiti che li attendono. Questo può costare però una perdita, a livello individuale, di orizzonte
prospettico. In altre parole, il profilo creato si incastra alla perfezione nella domanda del momento ma,
per carenza nei fondamentali, può soffrire di una limitazione in fase di adattamento all’evoluzione della
domanda.
Nondimeno una “immersione” nel mondo del lavoro durante il corso di studi, pur non essendo una novità
assoluta, ha un suo valore formativo e di orientamento e, quindi, è augurabile sia per la persona che per
l’istituzione. L’aspetto sensibile della cosa sta nel rapporto tra puro apprendimento tecnico e sviluppo di
professionalità ampliate che tale immersione può avere.
Fare l’esperienza di una specifica procedura o compito o, viceversa, fare l’esperienza allargata ad un processo
può avere esiti formativi nettamente diversi. 19
Alberto Sciamé
Gruppi Statici di Continuità - UPS
In un contesto macroeconomico globale carico di incertezza, il settore
dei Gruppi Statistici di Continuità ha mantenuto in Italia un profilo di
moderato recupero nel corso del 2015, sostenuto in modo determinante
dalla domanda diretta espressa dai mercati esteri che genera ben oltre
il 50% del fatturato totale.
Considerando il solo mercato interno, il primo semestre dello scorso
anno ha registrato una crescita tendenziale flat del giro d’affari;
l’ultima metà del 2015 ha confermato il trend dei mesi precedenti
portando ad una chiusura d’anno che si aggira intorno agli stessi livelli
del 2014. Assolutamente positive e in crescita invece le attività di export.
Nel complesso, il fatturato UPS si ripartisce pressoché uniformemente sui diversi canali di vendita. Sempre
nel corso del 2015 si rileva un aumento della domanda espressa dai grossisti elettrici, che erodono quote
agli installatori. Restano invece stabili le vendite dirette e quelle alla distribuzione informatica.
Le aspettative di crescita degli operatori del settore sono molto caute e il 2016 dovrebbe mantenersi in linea
con i risultati dell’anno precedente.
Con riferimento ai trend tecnologici, una sensibilità ambientale sempre più accentuata e costi energetici tra
i più alti d’Europa stanno orientando le organizzazioni pubbliche e private verso soluzioni molto performanti
dal punto di vista dell’efficienza energetica, non solo in un’ottica di contenimento dei costi ma anche, e
soprattutto, di maggiore semplicità di implementazione, monitoraggio e gestione. Del resto, il comparto
produttivo, che in Italia è ancora trainante, è sempre più digitalizzato e alla ricerca di livelli qualitativi
d’eccellenza, gli unici che consentono alle aziende di restare competitive.
Da rilevare poi il ruolo dell’UPS all’interno dei Data Center che assume una centralità decisiva per assicurare
la continuità di servizio alle applicazioni che girano sulla nuvola o alle soluzioni digitali che oggi fanno
funzionare uffici, ospedali, intere città.
Anche in Italia è partita la quarta Rivoluzione industriale, relativa allo Smart Manufacturing, che rappresenta
la chiave per la competitività del comparto manifatturiero del futuro. Le aziende italiane hanno iniziato a
investire in tecnologie come Internet of Things, big data, cloud computing e automatizzazione dei sistemi;
tecnologie che stanno determinando profondi cambiamenti nell’IT, creando nuove opportunità e sfide.
Purtroppo, il tessuto imprenditoriale italiano, composto da piccole e medie imprese, vive la trasformazione
in modo rallentato, in quanto le dimensioni ridotte, i budget contenuti e le infrastrutture non sempre
predisposte all’innovazione non consentono cambiamenti tecnologici significativi e solo alcune grandi
organizzazioni stanno abbracciando i nuovi paradigmi.
Nel comparto di competenza i segnali di tali rivoluzione si colgono ad esempio, nel campo dei Data Center.
Tale settore continua a crescere e ad aggiungere valore al business attraverso l’integrazione di nuovi
servizi che rendono le attività più snelle, veloci e sicure. L’aspetto della sicurezza non è solo legato ai
dati ma anche all’infrastruttura elettrica e di raffreddamento, che nei Data Center di vecchia generazione
richiede un enorme dispendio di energia superando talvolta il 50% dell’energia assorbita dai dispositivi
IT. Fortunatamente anche la tecnologia di condizionamento o rimozione del calore è oggi entrata in una
nuova era ed è capace di affrontare al meglio alcune delle sfide più significative della gestione di un Data
Center, tra le quali il consolidamento, il consumo energetico e la proliferazione di dispositivi e server. La
progettazione dei centri di elaborazione dati sta diventando sempre più intelligente e integrata e anche
le unità di raffreddamento si evolvono per garantire livelli sempre più elevati di continuità di servizio,
20
efficienza energetica e ottimizzazione dei costi.
L’importanza della valorizzazione formativa continua è indubbia, in quanto è fondamentale formare
nuove figure professionali che abbiano competenze sempre aggiornate, conoscenze tecniche specifiche ed
expertise elevata.
Le aziende possono supportare queste attività, mettendo a disposizione risorse specializzate che
accompagnino gli studenti in un percorso formativo, abbinato al ciclo di istruzione, con l’obiettivo di
condurli alla creazione effettiva di un ruolo professionale al termine del periodo di training. Così facendo, si
unirebbero in modo reale teoria e pratica, con una formazione “sul campo”, elemento chiave per un accesso
più rapido al mondo del lavoro. 21
Sabina Cristini
Meccatronica
Il 2015 è risultato un anno di soddisfazioni e di crescita per quanto
riguarda il comparto automazione e le forniture industriali. Il sistema
manifatturiero ha dato prova di mantenere la sua centralità strategica
all’interno di un panorama politico-economico incerto. Si sono
registrati significativi aumenti di volume in particolare nella prima
metà dell’anno e ciò ha generato un indice di fiducia.
Grazie alla situazione fiscale relativa ai tassi ridotti, al miglioramento
dell’accesso al credito e al cambio euro-dollaro favorevole, le attività
di produzione interna ed export hanno avuto performance positive.
Tuttavia, l’impatto di fattori quali il rallentamento della crescita cinese, l’instabilità di alcuni Paesi e le guerre
in corso minano fortemente previsioni di una crescita significativa.
Il persistere del prezzo del petrolio a valori molto bassi ha causato il rinvio o la cancellazione di progetti
relativi alla costruzione di impianti e infrastrutture, determinando una forte crisi nel relativo settore.
Le aspettative per i primi mesi del 2016 sono riposte, pertanto, verso una crescita di lieve entità.
Il traino dell’export, sempre molto significativo, ha guidato l’andamento degli indici di produzione, ponendo
le basi per affrontare il 2016 con ottimismo.
L’attenzione è rivolta verso i solidi mercati dell’Europa Centro-Occidentale e verso quelli in forte espansione
dell’Europa dell’Est, Africa, Medio Oriente e America, che evidenzia ancora un notevole dinamismo.
Previsioni favorevoli emergono soprattutto con riferimento ai settori che puntano su alta tecnologia e valore
aggiunto, ove le soluzioni meccatroniche giocano un ruolo chiave.
Ciò influenza positivamente anche una lieve ripresa del mercato interno, per installazione di nuove macchine
più efficienti o rivisitazione del parco installato. Lo vediamo, ad esempio, nel mercato in stabile crescita delle
macchine per il confezionamento e in quello delle macchine di produzione carta, per rispondere alle nuove
esigenze orientate al packaging.
L’innovazione dei sistemi verso la realizzazione della “smart manufacturing” e la digitalizzazione è già
in corso e le tecnologie sono già proiettate al futuro e possono offrire molte funzionalità e potenzialità di
sviluppo.
La meccatronica risulta la modalità sinergica necessaria per approcciare l’engineering di prodotto, la
simulazione del processo produttivo, la progettazione flessibile e la capacità di interazione di macchine, al
fine di ridurre il time-to-market.
D’altro canto, però, l’utilizzo di queste innovazioni non è ancora stato recepito appieno.
Essere all’alba della quarta rivoluzione industriale genera al momento atteggiamenti e approcci diversificati.
Soprattutto in un panorama industriale consolidato quale quello italiano, ciò può creare perplessità e il
timore di non riuscire a governare la complessità in un panorama politico-economico instabile.
Alla luce dello studio condotto da parte del Prof. Giambattista Gruosso del Politecnico di Milano in occasione
delle ultime due edizioni del Forum Meccatronica su un campione di aziende, si evince che molte non
riescono a quantificare ancora i reali benefici che la digitalizzazione e l’approccio alla smart manufacturing potranno portare sul loro business.
L’obiettivo risulta sicuramente una grande sfida, soprattutto considerando la piccola e media impresa, cuore
pulsante del nostro mondo industriale, ma con ridotte capacità per forti investimenti.
Dobbiamo tener conto però che questa rivoluzione, diversamente dalle precedenti, è caratterizzata da due
aspetti: la velocità e la pervasività.
22
Per essere in grado di sfruttare il vantaggio competitivo che ne potrà derivare, è necessario quindi essere
pronti a coglierne fin da subito gli spunti innovativi.
Potranno trarne vantaggio le aziende che dimostreranno preparazione, capacità e rapidità di reazione.
Di fatto, alcune grandi aziende, ad es. dei settori dell’automotive e delle macchine automatiche, sono da
tempo attive nell’anticipare i processi di trasformazione verso la “smart manufacturing”, dal punto di vista
della informatizzazione e dell’utilizzo delle piattaforme software rivolte alla digitalizzazione.
Questo approccio si allargherà sempre più rapidamente integrando i diversi soggetti della filiera - dai fornitori
ai clienti finali - chiedendo loro di acquisire maggiore responsabilità non più sul singolo macchinario, ma sul
sistema e sull’interazione con l’intero impianto in realizzazione.
Pertanto, i requisiti relativi ad una progettazione integrata e digitale iniziano a permeare e favoriranno nel
tempo anche le piccole-medie aziende che avranno agito adottando lo stesso approccio.
La metodologia progettuale secondo i principi della concurrent engineering alla base dell’approccio
meccatronico verrà così adottata non solo all’interno della singola azienda, ma sarà applicata anche tra
aziende della filiera sullo stesso progetto.
Oltre a ciò, la gestione dei dati di produzione sarà sempre più cruciale nell’amministrazione del workflow,
dallo sviluppo all’acquisizione di ordini, attraverso la produzione e la vendita: solo la visione completa di
tutti i processi produttivi offre la necessaria trasparenza per riconoscere i potenziali di ottimizzazione e di
miglioramento continuo, pre-requisito per il cosiddetto ‘lean and efficient manufacturing’.
Dal punto di vista delle scelte produttive e della relativa versatilità, sarà possibile per il consumatore finale,
esercitando in modo interconnesso la propria scelta di acquisto, generare azioni immediatamente recepite
a livello di personalizzazione del prodotto.
La flessibilità e la specializzazione tecnologica dei costruttori italiani, riconosciuta anche all’estero, potranno
quindi essere alla base del loro successo anche in futuro, a patto che sappiano fin da ora indirizzare gli
opportuni investimenti in tecnologia e formazione con l’obiettivo di aumentare duttilità, efficienza ed
integrazione delle piattaforme utilizzate.
Per rispondere alle sfide della trasformazione in corso, all’interno delle aziende sarà necessaria una reale
modifica di impostazione del processo di progettazione. L’approccio meccatronico permette di valutare fin
dalle prime fasi del progetto la compatibilità delle soluzioni immaginate con il rispetto dei vincoli tecnologici,
funzionali ed economici. Inoltre, i sistemi e le nuove piattaforme di sviluppo permettono l’integrazione di
questi passaggi lungo l’intera filiera, in cui i soggetti aziendali ed extra aziendali sono coinvolti.
Per soddisfare la necessità di applicare realmente l’approccio meccatronico e di sistema, le risorse hanno
un ruolo fondamentale e il mutamento di prospettiva richiede disponibilità al cambiamento e assunzione di
responsabilità, ampliando la visione verso il ciclo di vita e l’intera catena del valore.
Istituti di formazione tecnica e universitaria sono soggetti chiave per favorire questo processo nei prossimi
anni e la collaborazione con le aziende risulta un aspetto fondamentale per avvicinare le esigenze reciproche.
Tra l’altro la formazione deve includere sia le nuove leve che si affacciano al mondo del lavoro, sia le risorse
già operative in azienda, per garantire formazione continua e la necessaria riqualificazione verso le nuove
competenze.
I punti e le occasioni di contatto scuola-lavoro sono di diverso tipo.
I poli tecnologici in sviluppo negli anni recenti, ad esempio, dimostrano già di essere luoghi fertili di
formazione stimolante per studenti e clienti, dove poter confrontare teoria e pratica relativamente ad
esempio alla simulazione e alla progettazione su macchine reali.
Incentivi contrattuali e fiscali per la realizzazione di esperienze di alternanza scuola-lavoro, sulla falsariga
ad esempio di quanto già realizzato in altri Paesi come la Germania, non potranno che essere d’aiuto e di
stimolo alle imprese nazionali nell’offrire e nel servirsi di percorsi di formazione ad hoc. 23
capitolo 2
L’industria italiana dell’Automazione
manifatturiera e di processo1
Principali tendenze nel 2015
• Anche nel 2015 lo scenario macroeconomico internazionale si è caratterizzato per una elevata instabilità
e per una mappa della crescita mondiale che mantiene un passo disomogeneo nei diversi continenti.
Guardando ai Paesi avanzati, nel 2015 gli Stati Uniti hanno mantenuto un profilo dinamico grazie alla
tenuta della domanda interna e hanno registrato una crescita della capacità produttiva del 2,0 per cento
su base annua. In area europea è proseguito il graduale percorso di uscita dalla crisi, confermandosi
andamenti differenziati fra i diversi Paesi. Queste tendenze si sono riflesse sui livelli di produzione
industriale che nella media dell’area hanno registrato in corso d’anno un moderato recupero. Fra gli
elementi che hanno rappresentato un significativo fattore di discontinuità con il periodo precedente,
occupa un ruolo rilevante il rallentamento del ritmo di crescita delle Economie emergenti. Questo
indebolimento è divenuto più evidente negli ultimi mesi dell’anno e rappresenta una rilevante incognita
nella formulazione dello scenario previsionale per il 2016. Nell’ultimo decennio i Paesi emergenti hanno
acquisito un ruolo importante a sostegno dello sviluppo globale, contribuendo a oltre la metà del PIL
mondiale (guardando in dettaglio ai soli mercati BRIC questi rappresentano in aggregato un quinto del PIL
globale e il 40 per cento della produzione manifatturiera mondiale). Desta preoccupazione, in particolare,
l’indebolimento del profilo congiunturale in Cina, economia che ha acquisito nell’ultimo quinquennio
il primato di fabbrica mondiale ed è oggi impegnata in una delicata fase di transizione. I dati relativi
all’andamento della produzione industriale in Cina e, più in generale nell’Asia emergente, evidenziano
una maggiore tenuta nella prima parte del 2015, con un ridimensionamento del ritmo di crescita a fine
anno.
Evoluzione della produzione industriale nell’industria manifatturiera nell’Unione europea
indice 2010=100, ciclo trend dati in volume
115
110
105
100
95
90
85
80
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Fonte: elaborazioni Servizio Centrale Studi Economici ANIE su dati EUROSTAT
1. A cura del Servizio Centrale Studi Economici di ANIE
24
2014
2015
Evoluzione della produzione industriale nell’Asia emergente
variazione % a/a, indice 2005=100 dati in volume
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
I TRIMESTRE 2015
II TRIMESTRE 2015
III TRIMESTRE 2015
IV TRIMESTRE 2015
Fonte: elaborazioni Servizio Centrale Studi Economici ANIE su dati CPB
• Nel 2015, dopo una lunga fase recessiva, l’economia italiana ha mostrato un primo recupero, non tale da
colmare la distanza del PIL dai livelli pre-crisi che si mantiene vicina al 10 per cento. Alcuni segnali positivi
sono emersi per la prima volta nell’ultimo triennio nel mercato interno, in particolare nella componente dei
consumi privati. Con riferimento agli investimenti totali, il moderato incremento mostrato in corso d’anno
resta frutto di tendenze contrastanti. Gli investimenti in Costruzioni hanno mantenuto un profilo cedente,
mentre la componente relativa ai Mezzi di Trasporto ha registrato un deciso recupero, grazie all’effetto di
meccanismi di sostituzione non più prorogabili. Con riferimento alla spesa in Macchinari e Attrezzature,
dopo una lunga fase di contrazione ininterrotta dal 2011, nel 2015 si è evidenziato un primo recupero,
che ha beneficiato fra l’altro degli effetti delle politiche monetarie europee e degli incentivi governativi,
fra cui la reintroduzione della Sabatini bis. Un più deciso incremento degli investimenti in beni strumentali
è ostacolato da un quadro congiunturale che resta molto incerto e da una ampia capacità produttiva
inutilizzata. In particolare, al contrario del passato, la tenuta del canale estero non si è tradotta pienamente
in un diffuso recupero degli acquisti di beni capitali. Con riferimento alle esportazioni di beni e servizi,
queste hanno fornito anche nel 2015 il maggiore contributo alla crescita dell’economia italiana, favorite
almeno nella prima metà dell’anno dalla presenza di fattori competitivi determinanti come l’evoluzione
del cambio euro/dollaro. Queste tendenze si sono riflesse sull’andamento dell’industria manifattura
italiana che ha mostrato in corso d’anno un moderato aumento del volume d’affari complessivo. Fra i
settori più dinamici si annoverano Farmaceutica e Automotive, mentre i comparti fornitori di beni per il
mercato edile e quelli operanti nella filiera metallurgica hanno mantenuto un profilo debole. Il potenziale
di sviluppo nei mercati esteri dei settori industriali italiani è stato tuttavia frenato da una domanda
mondiale in rallentamento nell’ultimo scorcio dell’anno.
25
Evoluzione del fatturato nell’industria manifatturiera italiana
variazioni % su base annua, indice 2010=100
2015/2014
2014/2013
2013/2012
-6,0
-5,0
-4,0
-3,0
Fatturato totale
-2,0
-1,0
Fatturato estero
0,0
1,0
2,0
3,0
Fatturato interno
Fonte: elaborazioni Servizio Centrale Studi Economici ANIE su dati ISTAT
Evoluzione della produzione industriale nell’industria italiana fornitrice di beni strumentali
variazioni % su base annua, indice 2010=100
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
-5,0
2013/2012
2014/2013
Industria fornitrice di beni strumentali
26
2015/2014
Industria manifatturiera
Andamento della produzione industriale nell’industria Elettronica italiana*
indice 2010=100, ciclo trend
160
140
120
100
80
60
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
40
*incluse le tecnologie ICT
• Nel corso del 2015 l’industria Elettronica italiana, comprensiva delle tecnologie per l’ICT, ha beneficiato dei
primi segnali di recupero nel mercato interno e della tenuta del canale estero. All’interno dell’Elettronica
italiana, nel 2015 il comparto dell’Automazione industriale manifatturiera e di processo - espressione di
un volume d’affari aggregato di 4,1 miliardi di euro - ha mantenuto un profilo dinamico, evidenziando una
crescita del volume d’affari complessivo del 7,1 per cento a valori correnti (+3,6 per cento la corrispondente
variazione nel 2014). Positivo il contributo sia del canale estero sia della domanda interna. In corso d’anno
la quasi totalità dei segmenti merceologici che compongono l’industria italiana dell’Automazione ha
mostrato un andamento di segno positivo. In un’ottica di più lungo periodo, nel complesso fra il 2012 e il
2015, il comparto ha messo a segno una crescita medio annua del 5,0 per cento, riportandosi pienamente
ai livelli pre-crisi. Questo andamento, in controtendenza rispetto alla media del manifatturiero che nello
stesso periodo ha registrato un calo medio annuo del giro d’affari totale vicino all’1,0 per cento, ha
beneficiato delle crescenti strategie di riposizionamento competitivo avviate dal comparto. Innovazione
tecnologica, apertura a nuove frontiere della domanda e customizzazione dell’offerta rappresentano le
principali leve di sviluppo che l’industria italiana fornitrice di tecnologie per l’automazione ha consolidato
negli ultimi anni per resistere alla crisi. La rapida evoluzione del mercato, unitamente a crescenti pressioni
concorrenziali, ha imposto alle imprese flessibilità e capacità di adattamento. Anche nel 2015 il comparto
ha beneficiato del significativo contributo delle esportazioni indirette, attivate in particolare dal settore
cliente dei costruttori di macchine. Non va dimenticato che il settore della meccanica strumentale, che
vede un’incidenza dell’export sul fatturato totale vicina al 90 per cento, ha avviato nell’ultimo decennio
un importante percorso di esplorazione dei mercati esteri, fornendo un contributo importante come
attivatore di domanda lungo tutta la filiera e, in questo contesto, l’industria fornitrice di tecnologie per
27
l’automazione industriale ha confermato il proprio ruolo di portatore di innovazione. Nel 2015 secondo
dati UCIMU gli ordini totali di macchine utensili hanno registrato nella media annua un incremento
superiore all’8,0 per cento. Questo risultato complessivo ingloba il calo mostrato nel quarto trimestre
dell’anno e che risente dell’arretramento della domanda estera in conseguenza del peggioramento dello
scenario internazionale. Questo elemento, unitamente al minore slancio mostrato nello stesso periodo
dagli investimenti in macchinari e attrezzature nel mercato italiano, pone alcune incognite sulla tenuta
della ripresa settoriale nel corso del 2016.
L’industria dell’Automazione manifatturiera e di processo in Italia
2013
2014
2015
2014/2013
milioni di euro a prezzi correnti
2015/2014
variazioni %
MERCATO INTERNO
3.728
3.901
4.226
4,7
8,3
FATTURATO TOTALE
3.719
3.853
4.126
3,6
7,1
ESPORTAZIONI
1.097
1.100
1.172
0,3
6,5
IMPORTAZIONI
1.106
1.148
1.273
3,8
10,8
-9
-48
-101
BILANCIA COMMERCIALE
Fonte: ANIE
Andamento del fatturato Italia dell’Automazione industriale manifatturiera per principali segmenti
variazioni %, anno 2015
NETWORKING
MOTORI BRUSHLESS
ENCODER ROTATIVI
I/O
WIRELESS
RIDUTTORI FISSI
HMI IPC SCADA
PLC
RFID
AZIONAMENTI ELETTRICI
0,0
Fonte: ANIE Automazione
28
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Evoluzione degli investimenti in Italia
variazioni % trimestrali a/a, valori concatenati
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
-2,0
-2,5
-3,0
I TRIM 2015
Investimenti totali
II TRIM 2015
III TRIM 2015
Investimenti in macchinari e attrezzature
IV TRIM 2015
Investimenti in Costruzioni
costruzioni
Evoluzione del fatturato totale nell’Automazione industriale manifatturiera e di processo e nell’industria
manifatturiera in Italia
variazione % medio annua 2012-2015
Comparto dell'Automazione industriale
manifatturiera e di processo
Totale industria manifatturiera
-2,0
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
29
Evoluzione degli ordini totali nell’industria italiana fornitrice di macchine utensili
variazione % a/a, dati trimestrali
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
-5,0
-10,0
I TRIM 2015
II TRIM 2015
III TRIM 2015
IV TRIM 2015
Fonte: UCIMU
• Il canale estero conferma un ruolo importante a sostegno della tenuta del comparto, grazie alle pluriennali
strategie di internazionalizzazione avviate dalle imprese. Guardando alle esportazioni dirette, nel 2015
le vendite estere di tecnologie per l’automazione industriale hanno registrato un incremento su base
annua del 6,5 per cento. Questo risultato ha beneficiato fra l’altro del recupero della domanda in alcuni
mercati europei (l’Unione europea, con una quota superiore alla metà sul totale esportato, si conferma in
aggregato principale area di destinazione delle produzioni italiane). A conferma di un mercato in graduale
ripresa, secondo dati Eurostat nel 2015 gli investimenti in macchinari e attrezzature hanno mostrato
nella media europea una crescita cumulata annua vicina al 4,0 per cento e nelle previsioni questo
profilo positivo dovrebbe rafforzarsi nel 2016. In particolare, una dinamica positiva per gli investimenti
in macchinari e attrezzature è attesa in corso d’anno per Germania, Francia e Spagna, principali Paesi di
sbocco delle esportazioni di tecnologie per l’automazione nell’area europea. Guardando ai mercati extra
europei, nel 2015 ha fornito un importante contributo allo sviluppo delle esportazioni del comparto il Nord
America, grazie soprattutto alla crescita del mercato statunitense (che si conferma nel 2015 terzo Paese
di destinazione delle esportazioni del comparto). Un profilo positivo ha caratterizzato l’andamento delle
vendite estere rivolte anche al continente asiatico, in particolare al Far East.
30
I principali mercati di sbocco
dell’industria italiana
dell’Automazione manifatturiera
e di processo nel 2015
distribuzione %
Asia Orientale
12%
Australia e Oceania
1%
Asia Centrale
2%
Medio Oriente
6%
Fonte:
elaborazioni Servizio Centrale Studi
Economici ANIE su dati ISTAT
Unione europea
50%
America
15%
Africa
6%
Paesi europei extra UE
8%
I principali Paesi di sbocco
dell’industria italiana
dell’Automazione manifatturiera
e di processo nel 2015
Germania
13%
distribuzione %
Fonte:
elaborazioni Servizio Centrale Studi
Economici ANIE su dati ISTAT
Francia
10%
Stati Uniti
9%
Altri Paesi
59%
Spagna
5%
Cina
4%
• Nella prima metà del 2016 le imprese italiane si confrontano con un quadro macroeconomico più
incerto sia sul fronte interno sia nei principali mercati esteri di riferimento. Guardando al mercato
nazionale, al contrario delle attese, la ripresa dell’economia italiana non ha mostrato negli ultimi mesi
un deciso consolidamento. Fra gli elementi che potrebbero favorire questo percorso occupa un ruolo
rilevante l’effettivo rafforzamento degli investimenti e, in particolare, della componente più tecnologica
rappresentata dalla spesa in macchinari e attrezzature. Nelle più recenti previsioni del Centro Studi
Confindustria gli investimenti in macchinari e attrezzature in Italia potranno mostrare un incremento
medio annuo del 3,5 per cento nel biennio 2016-2017, beneficiando fra l’altro dei provvedimenti
governativi annunciati. L’instabilità del contesto macroeconomico e il peggioramento delle aspettative
di crescita si riflettono sulla fiducia degli operatori industriali e potrebbero minare queste dinamiche.
Con riferimento ai mercati esteri, si delinea nel complesso un quadro di minore potenziale, per effetto
soprattutto del rallentamento delle principali Economie emergenti che negli ultimi anni hanno acquisito
31
un ruolo crescente come bacino di sbocco delle esportazioni manifatturiere italiane. Questo elemento
potrebbe riflettersi sulla domanda rivolta ai settori industriali più internazionalizzati ed esposti ai rischi
dello scenario, fra cui si annoverano molti comparti all’interno della filiera metalmeccanica. In questo
contesto, le più recenti rilevazioni relative al clima di fiducia delle imprese fornitrici di beni strumentali
indicano negli ultimi mesi del 2015 e nei primi del 2016 un ridimensionamento delle attese. Uno scenario
più incerto potrebbe riflettersi nel corso del 2016 sull’andamento dell’industria italiana dell’Automazione
manifatturiera e di processo, rallentando il positivo percorso di uscita dalla crisi mostrato nell’ultimo
triennio.
Clima di fiducia dell’industria manifatturiera e dell’industria fornitrice di beni strumentali
indice 2010=100, ciclo trend
115
110
105
100
95
90
85
32
Industria manifatturiera
2016
2015
Industria fornitrice di beni strumentali
2014
2013
2012
2011
80
capitolo 3
NOTE DI APPROFONDIMENTO
Stampa 3D: un volano
per la manifattura digitale
Indice
1. I driver della quarta rivoluzione industriale
2. Un settore in piena crescita
3. Evoluzione e principi di funzionamento della Stampa 3D
4. La Stampa 3D nella manifattura italiana
4.1. Settore aerospaziale
4.2. Settore automotive
4.3. Settore biomedicale
4.4. Settore del gioiello
4.5. Settore del packaging
4.6. Settore delle pompe idrauliche
5. Nuove sfide per il lavoro manifatturiero 6. Verso la quarta dimensione?
7.Bibliografia
33
1. I driver della quarta rivoluzione industriale
Nel dibattito attuale è ricorrente il riferimento a Industry 4.0 come la quarta rivoluzione industriale.
L’espressione, utilizzata per la prima volta in Germania nel 2011, connota la trasformazione in atto il cui
perno è incentrato sullo sfruttamento di sempre più cospicue quantità di dati e informazioni e dal sempre
più pervasivo utilizzo delle tecnologie digitali per connettere, innovare e governare l’intera catena del
valore. Industry 4.0 nasce con la trasformazione digitale, intesa come l’insieme dei cambiamenti associati
all’utilizzo delle tecnologie digitali in tutti gli aspetti della vita umana e ne diventa l’espressione diretta in
ambito industriale.
La trasformazione sottostante Industry 4.0 è abilitata dalla diffusione e dall’accessibilità di alcune tecnologie
digitali trasversali, quali: l’infrastruttura di connessione digitale ad alta velocità (broadband); l’infrastruttura
IT flessibile e aperta (cloud computing); l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico; la cyber
security; i dispositivi mobili avanzati. Queste tecnologie sono alla base della trasformazione digitale della
nostra società e di altre tecnologie specialistiche, denominate Smart Manufacturing Technologies, le quali
finalizzeranno, nell’ambito dei processi industriali, il percorso di trasformazione che le tecnologie digitali
hanno già potentemente avviato nel mondo del terziario avanzato.
Tra le Smart Manufacturing Technologies per la trasformazione digitale dell’industria rientrano: l’Internet
of Thing industriale; gli strumenti analitici industriali; il cloud manufacturing; l’automazione avanzata; le
interfacce uomo-macchina avanzate e dispositivi wearable; la manifattura additiva, più comunemente
conosciuta come Stampa 3D.
Figura 1 - I driver della rivoluzione digitale
Internet of
Things
LEVE
Wearables
M2M
Communication
ENABLERS
Augmented
reality
Cloud
Computing
Robotics
Big Data
Digital
Data
Digital
Transformation
Networking
Social Networks
Digital
Access
Mobile
Apps
Fourth-party
logistics
34
Addictive
Manufacturing
Automation
Broadband
Remote
maintenance
Self learning
systems
Infotainment
2. Un settore in piena crescita
La Stampa 3D sta diventando un modo per fare qualsiasi cosa. Non esiste settore industriale o professionale
che non possa trarne vantaggi, riducendo i costi e incrementando la produttività, abbattendo i tempi del
ciclo produttivo. Paradossalmente è proprio in questo momento di crisi globale, e in particolare italiana, che
i benefici della Stampa 3D stanno diventando più evidenti, giustificando un investimento limitato per far
ripartire la produzione e la produttività.
Le aziende che stanno implementando le tecnologie di Stampa 3D mostrano un fortissimo “appetito” per i
componenti che poi vengono usati nei prodotti finali in settori come quello aerospaziale, medico, dentale e
persino in alcune aziende che producono beni di consumo.
Tabella 1 - Timeline applicazioni AM/3DP
1988-1994
Rapid prototyping
1994
Rapid casting
1995
Rapid tooling
2001
AM for automotive
2004
Aerospace (polymers)
2005
Medical (polymer jigs and guides)
2009
Medical implants (metals)
2011
Aerospace (metals)
2013-2016
Nano-manufacturing
2013-2017
Architecture
2013-2018
Biomedical implants
2013-2022
In situ bio-manufacturing
2013-2032
Full body organs
Nei prossimi anni potrebbe quindi profilarsi un nuovo miracolo industriale. Un recente studio di Wohlers
Associates calcola per l’industria della Stampa 3D (inclusi macchinari, servizi, materiali, laser e aggiornamenti
software) un valore di 3,05 miliardi di dollari nel 2013, dopo una crescita del 35% (il tasso più elevato degli
ultimi 17 anni). Se la Stampa 3D arrivasse a valere solo il 2% della manifattura globale si parlerebbe di un
giro d’affari di 200 miliardi di dollari.
35
Figura 2 – Base installata e valore dell’ordinato delle stampanti 3D (proiezioni al 2017)
Figura 3 – Stima del trend di mercato della Stampa 3D (proiezioni al 2021, Mld di $)
10.8
7.8
CARGR: 22%
6
8
OEM and spare
parts manufacturing
5.1
3.5
4
1.7
2.2
0.6
Prototyping
1.6
2.3
2.6
2.7
2.8
2013
2015
2017
2019
2021
In Italia l’utilizzo delle tecnologie di Stampa 3D è molto radicato. Sempre secondo lo studio di Wohlers
Associates, a fine 2013 si contano 66.702 stampanti 3D industriali, cioè macchine da più di 5.000 dollari,
nel mondo e il 3,5% di queste (ovvero 2.334) in Italia.
Il nostro Paese si trova in una situazione ibrida, perché da una parte le nazioni che possono beneficare
maggiormente dall’implementazione di queste tecnologie sono quelle tecnologicamente più avanzate,
come gran parte dell’Europa, il Nord America ma anche alcune parti dell’Asia, dell’Africa e del Sud America.
Dall’altra i Paesi che vivono la maggior crescita legata alla Stampa 3D sono quelli meno sviluppati e più
isolati, e possono immediatamente produrre localmente anche oggetti complessi senza incorrere in costi e
tempi di trasporto.
36
3. Evoluzione e principi di funzionamento della Stampa 3D
Il lancio delle stampanti 3D agli inizi del XXI secolo ha fornito un’alternativa pratica ed economica alle
macchine di modellazione industriali, rappresentando la naturale evoluzione della stampa 2D con l’aggiunta
di una terza dimensione per creare veri e propri oggetti solidi (modelli, stampi, prototipi e prodotti finiti),
attraverso un processo di tipo additivo, dove l’oggetto viene creato strato dopo strato partendo dal basso
verso l’alto.
La Stampa 3D utilizza dunque processi innovativi per la progettazione (3D CAD) e produzione di oggetti
e componenti di geometria articolata e ottimizzata in materiali tradizionali innovativi (quali leghe
intermetalliche, polimeri e compositi) sviluppati direttamente in fase di produzione partendo da un modello
digitale teorico in 3D.
Figura 4 – Evoluzione delle tecnologie di Manifattura additiva/Stampa 3D
Esistono svariate tecnologie per la Stampa 3D e le loro differenze principali riguardano il modo in cui sono
stampati gli strati. Alcuni metodi usano materiali che si fondono o si ammorbidiscono per produrre gli
strati, ad esempio il Selective Laser Sintering (SLS) e la Modellazione a Deposizione Fusa (Fused Deposition
Modeling, FDM), mentre altri depongono materiali liquidi che sono fatti indurire con tecnologie diverse.
Ogni metodo ha i suoi vantaggi e inconvenienti, e conseguentemente alcune società offrono una scelta tra
polvere e polimero come materiale dal quale l’oggetto è ricavato. Generalmente, i fattori principali presi
in considerazione sono la velocità, il costo del prototipo stampato, il costo della stampante 3D, la scelta dei
materiali, le colorazioni disponibili.
37
Tabella 2 - I più diffusi metodi di Stampa 3D
Tipologia di
stampa 3D
Metodo a
fusione
FDM - Fused
Deposition
Modeling
SLS - Selective
Laser Sintering
Metodi
granulari
38
Prototipi funzionali.
Piccole serie di oggetti finiti
di struttura e geometria
elaborata.
Oggetti in materiali
termoplastici, leghe
metalliche e ceramica.
Il filamento plastico viene incanalato all’interno di un
estrusore e trasferito in un ugello riscaldato che porta
il materiale alla temperatura di fusione e lo rilascia allo
stato semifluido sul piano di lavoro, seguendo le istruzioni
di stampa elaborate dal software. La testina di stampa
è collegata a un meccanismo motorizzato guidato dal
computer che governa la deposizione del materiale sugli assi
tridimensionali in più modi alternativi.
Fusione selettiva di un mezzo in un letto granulare. Un laser
colpisce polimeri fondendoli in sottilissimi strati di polveri
plastiche. Il mezzo non fuso serve a sostenere le sporgenze
e le pareti sottili della parte che viene prodotta, riducendo
il bisogno di supporti ausiliari temporanei per il pezzo da
lavorare.
Prototipi e parti in
metallo (acciaio, acciaio
inossidabile, cromocobalto,
alluminio e leghe di
titanio).
Gli oggetti sono costruiti strato dopo strato tramite la fusione
laser locale di polveri di metallo con una granulometria
molto fine.
SLM - Selective
Laser Melting
Oggetti con leghe di titanio,
leghe di cromo-cobalto,
acciaio inossidabile e
alluminio.
Il materiale viene fuso in modo selettivo, utilizzando un
laser ad alta energia. Le proprietà meccaniche e fisiche
dell’oggetto sono identiche a quelle di un modello ottenuto
per fusione tradizionale, senza le criticità tipiche dei materiali
sinterizzati.
Oggetti in metallo come
titanio e alluminio.
Una sorgente di elevata energia, composta da un fascio
concentrato e accelerato di elettroni, colpisce un materiale
in forma “micro granulometrica” provocandone la fusione
completa. Il processo di produzione è sottovuoto e permette
la lavorazione anche su materiali che altrimenti reagirebbero
con l’ossigeno producendo composti indesiderati.
Oggetti in carta, metallo e
materiale termoplastico.
I laminati utilizzati costituiscono lo strato che viene
processato con sistemi di taglio tangenziale o laser per
separare la sezione che interessa il modello dal materiale di
scarto. Quest’ultimo a sua volta costituisce un materiale di
supporto, che verrà rimosso a stampa finita.
Oggetti in fotopolimeri.
Il fotopolimero allo stato liquido è esposto alla luce di un
proiettore DLP in condizioni di luce inattinica. Il liquido
esposto si indurisce, la piastra di costruzione si muove in alto
di pochi decimi di millimetro e il polimero liquido è di nuovo
esposto alla luce. Il processo si ripete finché il modello non
è finito.
SLA Stereolitografia
Oggetti in fotopolimeri.
Processo di fotopolimerizzazione per solidificare una resina
liquida. Come per la DLP, questa tecnica varia solo per il tipo
di luce, in questo caso è un laser.
PP - Plasterbased 3D Printing
Progetti artistici, in
particolare all’interno di
strutture (es. muri).
Una testina inkjet stampa su un letto di polvere (gesso,
amidi, resine) un legante, procedendo di strato in strato fino
al completamento del modello. Questo metodo permette
anche di realizzare sporgenze in quanto la polvere non
raggiunta dal legante fa da supporto al modello.
LOM - Laminated
Object
Manufacturing
DLP - Digital
Metodi di
Light Processing
polimerizzazione
attraverso
la luce
Metodo
con letto di
polvere
e testine inkjet
Modelli concettuali,
prototipi funzionali e
stampi.
Piccoli lotti di produzione.
Principi di funzionamento
DMLS - Direct
Metal Laser
Sintering
EBM - Electron
Beam Melting
Metodo
laminato
Output
Indipendentemente dal metodo impiegato, per creare e stampare modelli 3D occorre avvalersi di tre tipi di
software, ovvero:
• Modellazione 3D/CAD software: programmi utilizzati per modellare in 3D. La sigla CAD sta per ComputerAided Design, cioè disegno tecnico assistito dall’elaboratore. Questi sistemi hanno come obiettivo la
creazione di modelli, in genere 3D, di un oggetto. Ad esempio, un sistema CAD può essere impiegato da
un progettista meccanico nella creazione di un modello 3D di un motore.
• Slicing / CAM software: il Computer-Aided Manufacturing, che significa fabbricazione assistita da computer,
converte i modelli 3D in comandi meccanici, i quali permetteranno alla stampante 3D di capire cosa deve
fare e come deve muoversi. Il CAM software è comunemente chiamato Slicer. Molti programmi integrano
strumenti CAD con quelli CAM, nel senso che permettono all’utente sia di disegnare modelli geometrici,
che di generare le istruzioni per una macchina utensile. Questi programmi sono detti di CAD/CAM e non
hanno bisogno di usare un file di scambio per far passare il modello geometrico dalla funzione di CAD a
quella di CAM.
• Client software: è il software di controllo della stampante 3D. Serve per dare le istruzioni di stampa e per
impostare la macchina che si intende utilizzare. Esistono client software open source e client software
proprietari, ossia progettati esclusivamente per certi modelli di macchine.
4. La Stampa 3D nella manifattura italiana
Oggi in Italia le applicazioni più significative delle stampanti 3D per uso industriale si trovano sia nel campo
ormai consolidato della prototipazione rapida sia nella produzione di parti e componenti per uso finale nel
settore aerospaziale, nel settore biomedicale e nel settore automotive.
• Nel campo della prototipazione industriale la tecnologia additiva può contare su quasi tre decenni di storia.
Le prime applicazioni riguardano il settore automobilistico e hanno contribuito in maniera determinante
a realizzare una vera e propria rivoluzione, negli scorsi due decenni, nel campo dello sviluppo di nuovi
prodotti; benché il fenomeno non abbia ottenuto altrettanta eco mediatica, grazie alle metodologie CAD/
CAM ed alle potenzialità delle tecnologie additive i tempi necessari per rinnovare le linee di prodotto
sono passati da 36/40 mesi a soli 18, un risultato a cui si sono connesse trasformazioni di portata ancora
più ampia sul piano strategico e del marketing e nell’organizzazione del lavoro nell’industria. Ciò è stato
possibile in primo luogo grazie all’innovazione nella progettazione e nel disegno industriale (il passaggio
al CAD) ma che ha avuto un fattore propulsivo significativo nella possibilità di realizzare in tempi rapidissimi
prototipi fisici con l’utilizzo delle stampanti 3D. La realizzazione di prototipi è fondamentale per eliminare
errori di progettazione che possono emergere solo in fase applicativa.
E’, inoltre, cruciale per fornire strumenti concreti per le azioni di marketing (interno ed esterno) e anche
sul piano negoziale nel rapporto con i fornitori di componenti: la disponibilità di un prototipo fisico, infatti,
riduce le ambiguità insite in un disegno costruttivo e dunque la necessità del fornitore di cautelarsi con
prezzi più elevati dal rischio di complessità impreviste nella realizzazione del pezzo.
L’impiego di stampanti 3D comporta numerosi vantaggi: in primo luogo un forte accorciamento dei tempi
di realizzazione del prototipo (e quindi dei tempi di progettazione); l’azzeramento di ogni incertezza legata
alla discrezionalità e agli eventuali errori nell’interpretazione del disegno costruttivo e, infine, la riduzione
dei costi dei modelli. Quest’ultima ha permesso l’ampliamento significativo della prototipazione fino a
comprendere in molti casi tutti i componenti di un oggetto complesso. Tuttavia, non tutta l’innovazione
tecnologica nel campo della prototipazione rapida passa necessariamente attraverso l’adozione della
manifattura additiva: importanti realtà industriali continuano ad adottare macchine a controllo numerico
per passare dal disegno CAD ad uno stampo e poi all’oggetto realizzato in fusione. Anche questo approccio
39
“tradizionale” può beneficiare di importanti aumenti di produttività associati all’uso del digitale: software
automatici che danno in tempo reale un preventivo al cliente che carica via Internet un file CAD di un
oggetto da realizzare; sfruttamento di economie di scala concentrando la produzione (e quindi il riciclo
del materiale) in un unico grande stabilimento connesso via Internet con i clienti e consegna rapidissima
del prodotto. Tale impostazione “tradizionale” permette poi di realizzare prototipi o beni finali in tirature
non superiori, di norma, alle 10.000 unità in materiali innovativi che la manifattura additiva non riesce a
gestire.
• La novità degli anni più recenti, in ogni caso, è la crescita di importanza dell’utilizzo delle stampanti 3D per
uso industriale nella produzione di parti e componenti per uso finale. Benché il rapporto tra prototipazione
e produzione sia ancora decisamente sbilanciato a favore della prototipazione, è nelle applicazioni
produttive che la manifattura additiva esprime ormai il suo potenziale di rottura dei paradigmi dominanti
nella manifattura tradizionale. I tre settori nei quali le tecnologie additive hanno soppiantato le tecnologie
tradizionali e costituiscono la pratica tecnologica di elezione sono quelli, già citati, dell’aerospaziale per
la produzione di parti componenti dei motori aereonautici, del biomedicale, con particolare riferimento
alla produzione di supporti protesici in campo ortopedico, nell’ortodonzia e nelle audioprotesi e, infine,
nella produzione di parti componenti per il settore motor-racing. Sia nel settore aeronautico sia nel settore
biomedicale, peraltro, l’Italia è oggi leader a livello mondiale nell’applicazione della manifattura additiva.
Le applicazioni più significative si concentrano in questi tre settori in forte connessione con le dinamiche
produttive e di valorizzazione economica del titanio, utilizzato sia nella realizzazione delle pale turbina e
di altri componenti dei motori aeronautici sia nella componentistica dei motori e di altre parti utilizzate
nel racing sia nella gran parte degli impianti in ortopedia e nelle protesi ortodontiche.
4.1. Settore aerospaziale
Figura 5 - Stampa 3D nel settore aerospaziale - Esempio applicativo
Come molte industrie, l’industria aerospaziale sta sempre più adottando la Stampa 3D e le tecnologie di
prototipazione rapida per sviluppare parti di aeromobili nel perseguimento di taglio dei costi di produzione.
Un caso particolarmente importante nel settore manifatturiero italiano è quello di Avio Aero, un’azienda
dalla storia e dalla tradizione italiana che fa oggi capo al colosso General Electric. Nello stabilimento Avio
Aero di Cameri, nel distretto aerospaziale piemontese, è impiegata esclusivamente la manifattura additiva
40
per la produzione di pale turbine di bassa pressione ed altri componenti per motori aereonautici. Questa
caratteristica rende lo stabilimento di Cameri un caso unico a livello mondiale. Lo stabilimento può ospitare
fino a 60 stampanti 3D per uso industriale ed è attrezzato con due atomizzatori per la produzione interna di
polveri di speciali leghe metalliche come l’alluminiuro di titanio e due impianti per il trattamento termico
dei componenti realizzati. Anche gli altri grandi player del settore hanno sviluppato progetti e realizzano su
ampia scala molti componenti in manifattura additiva: ad esempio, Boeing produce in 3D attrezzature per
assemblare le centine delle ali; Airbus realizza in manifattura additiva alcuni piccoli supporti per i televisori
inseriti nei sedili: con strutture in alluminio a nido, infatti, si ottengono pezzi più leggeri e più robusti rispetto
alla soluzione precedente che prevedeva la saldatura di più pezzi stampati con procedimento a iniezione.
La Stampa 3D on-demand è quello su cui attualmente stanno investendo gruppi come Made in Space. In
collaborazione con la NASA, Made in Space sta conducendo test a gravità zero per sperimentare la Stampa
3D sulla Stazione Spaziale Internazionale, che consentirebbe agli astronauti di stampare strumenti o parti
di essi in caso di necessità.
4.2. Settore automotive
Figura 6 - Stampa 3D nel settore automotive - Esempi applicativi
Nel comparto motor-racing la produzione additiva ha un campo di applicazione più ampio rispetto a
quello della produzione di auto e moto per il mercato. In questo comparto, infatti, la necessità di realizzare
geometrie complesse è tipica e il vincolo di bilancio non è tale da rendere il fattore costo decisivo. Le
potenzialità connesse alla riduzione dei vincoli costruttivi che caratterizzano la manifattura additiva
consentono, così, di fabbricare manufatti custom-made capaci di adattarsi alle scelte progettuali in continuo
cambiamento dei reparti corse, al fine di ottenere un particolare obiettivo in termini di miglioramento delle
prestazioni del veicolo nelle competizioni. Le applicazioni sono molteplici sia con riferimento all’impiego
di materie plastiche sia nella realizzazione di componenti in metallo per il motore e per altre parti dei
veicoli. Un’applicazione particolarmente interessante e innovativa è la produzione con manifattura additiva
di forme in plastica (mandrini) attorno ai quali viene realizzata una struttura in carbonio: con opportuni
solventi si scioglie la plastica e si ottiene una forma cava in carbonio (per esempio, un condotto per l’aria
con forma aerodinamica) senza giunture.
Un altro ambito di applicazione della manifattura additiva nel settore automotive riguarda le produzioni
di auto e moto top di gamma. In questo caso si sta sviluppando la produzione di pezzi di piccola serie con
caratteristiche non realizzabili con le tecniche tradizionali oppure personalizzati, sulla base delle specifiche
esigenze o del gusto estetico dei clienti. Un ulteriore ambito riguarda la produzione di pezzi di ricambio per
auto e moto d’epoca.
Un uso importante della manifattura additiva nel settore automotive è la produzione degli attrezzi da
utilizzare nelle linee di montaggio dei veicoli. Si può trattare di attrezzi dedicati al montaggio di alcune
particolari componenti, di pezzi terminali dei robot impiegati per movimentare parti (es. componenti di
41
carrozzeria da verniciare) o di altro tipo. Tali attrezzi cambiano con ogni nuovo modello e la produzione
additiva consente di ottenere questi manufatti in breve tempo e a costo relativamente contenuto.
4.3. Settore biomedicale
Figura 7 - Stampa 3D nel settore biomedicale - Esempi applicativi
Nel settore biomedicale la manifattura additiva consente sia la produzione in pezzo unico su misura
del cliente di parti o componenti la cui applicazione principale riguarda le protesi per ortodonzia e
l’implantologia maxillofacciale e cranica, sia la produzione di pezzi in piccola e media serie. In quest’ultimo
caso le applicazioni più rilevanti avvengono oggi nella produzione di “coppe acetabolari”, un componente
fondamentale delle protesi d’anca nella cui produzione Lima Corporate - un’azienda italiana oggi controllata
dal gruppo Axa - è leader a livello mondiale.
Nel caso di pezzi unici, il fattore decisivo per l’impiego delle tecnologie della produzione additiva è la
possibilità di raggiungere una completa personalizzazione del manufatto a partire da una scansione TAC o
da una risonanza magnetica. Come si è detto, infatti, la manifattura additiva rende minimo il costo delle
varianti ed ogni stampante 3D può realizzare contemporaneamente una molteplicità di prodotti diversi,
con il solo limite della capienza complessiva della cubatura di lavoro. Considerazioni analoghe riguardano
la produzione su misura (custom-made), questa volta in materiali plastici, sia dei “gusci” per apparecchi
acustici sia dei modelli relativi a specifiche situazioni ortopediche (es. fratture). Questi ultimi modelli in
plastica, riproducendo la situazione interna antecedente un intervento di chirurgia ortopedica, servono alla
progettazione dell’intervento da parte del chirurgo, alla raccolta del consenso informato del paziente e a
fini didattici. In particolare, la progettazione dell’intervento su modello in 3D permette di ridurre i tempi di
realizzazione dell’operazione a beneficio sia del paziente sia della struttura operatoria.
Nel caso delle protesi d’anca, invece, la produzione può avvenire per diverse “taglie” su modelli predefiniti,
una circostanza che consente la modularizzazione della produzione su piccoli lotti. In questo caso il fattore
decisivo per l’impiego della manifattura additiva non è la personalizzazione ma la possibilità di produrre un
manufatto le cui proprietà fisiche non sarebbero altrimenti realizzabili: la particolare struttura ed il livello di
porosità del materiale metallico che si riescono a ottenere con tecnologie additive favoriscono l’integrazione
dell’impianto con l’osso del paziente, che crescerà intorno alle coppe acetabolari realizzate dalle stampanti
3D.
42
4.4. Settore della gioielleria
Un’altra applicazione interessante delle tecnologie di produzione additiva riguarda l’industria del gioiello, un
settore particolarmente rilevante per la manifattura italiana: il nostro paese è infatti il settimo esportatore
a livello mondiale (Istat 2013).
Le nuove tecniche di produzione additiva stanno contribuendo in maniera decisiva alla modernizzazione del
processo produttivo tradizionale del gioiello. La stampa 3D, infatti, può essere applicata sia nella produzione
dei modelli in cera (che possono essere stampati in 3D) in alternativa alla tecnica della microfusione a
cera persa, sia nella produzione finale di “gioielli digitali”, un nuovo mercato su cui alcune aziende stanno
cominciando ad investire. Nella manifattura italiana, leader nel settore è DWS Systems. L’azienda è stata
fondata nel 2007 a Vicenza ma la sua storia si connette ad un’esperienza consolidata nel campo della
prototipazione rapida e prima ancora nella distribuzione di stampanti 3D nel mercato italiano. Con riferimento
alla gioielleria, i sistemi di produzione di DWS consentono la realizzazione di più di 3.000 modelli in resina
per la produzione di gioielli. L’azienda produce internamente anche tutti i materiali necessari.
Figura 8 - Stampa 3D nel settore del gioiello - Esempi applicativi
4.5. Settore del packaging
Nel settore del confezionamento - le cui applicazioni
spaziano in quasi ogni ambito produttivo, da quello
degli alimentari ai tabacchi ai medicinali, ecc. - si pone
la necessità di modificare per ogni nuovo prodotto o per
ogni nuova soluzione i cosiddetti “manipolatori finali”
delle macchine che collocano i prodotti nelle confezioni.
C’è anche necessità di realizzare le sagome per la
termoformatura dei contenitori in plastica.
Figura 9
Stampa 3D nel settore del packaging
Esempio applicativo
In questi casi l’utilizzo della manifattura additiva
permette di realizzare manufatti in maniera più rapida e
meno costosa, rendendo possibile la re-ingegnerizzare
gli impianti per l’impacchettamento con un conseguente
aumento della flessibilità.
43
4.6. Settore delle pompe idrauliche
Il settore della produzione di pompe idrauliche, nel quale l’Italia è leader a livello mondiale, esprime una
domanda di flessibilità che può trovare risposta nella manifattura additiva. La produzione in questo ambito,
infatti, si caratterizza per la necessità di realizzare pezzi con geometria complessa, tipicamente ottenuti
assemblando più componenti. Sempre più, inoltre, la domanda va evolvendo dalla logica della produzione
di grandi lotti a produzioni di scala più ridotta con geometrie soggette a frequenti modifiche che comportano
una continua re-ingegnerizzazione del prodotto.
5. Nuove sfide per il lavoro manifatturiero
Dagli esempi e scenari applicativi illustrati nel precedente capitolo emerge chiaramente come la Stampa 3D
porti con sé la promessa di introdurre un nuovo concetto di produttività, più efficiente, più sostenibile, meno
costosa e su misura. Le ragioni sono altrettanto facili da comprendere: le tecnologie di stampa 3D consentono
di realizzare parti in plastica o metallo usando solo il materiale necessario e di produrlo attraverso macchine
che sono delle vere e proprie “fabbriche”.
Tabella 3 - Punti di forza e aspetti da migliorare della Stampa 3D
Vantaggi della Stampa 3D
Aspetti da
sviluppare
Breakeven analisys
‐Customizzazione a prezzi accessibili.
Produzione di strutture più efficienti (più
leggere, più forti, minore assemblaggio
richiesto).
Una macchina, illimitate linee di
prodotto.
‐Oggetti molto piccoli (nano)
‐Uso efficiente delle materie prime
(meno rifiuti).
‐Si paga il peso, non la complessità.
‐Lotti unici, creati su richiesta.
‐Stampa sul punto di montaggio/
consumo.
Produzione accessibile a tutti (basse
barriere all’ingresso).
Nuova opportunità per la supply chain e
la vendita al dettaglio.
Stampa di grandi
volumi sfruttando le
economie di scala.
Ampliamento della
gamma di prodotti
stampabili.
Riduzione del costo di
stampa materiali.
Utilizzo di materiali
multipli nella stessa
stampante, inclusi
quelli per la stampa di
elettronica.
Stampa di oggetti di
grandi dimensioni.
Miglioramento della
qualità e durabilità.
Come si è visto, la manifattura additiva e digitale non sostituisce la produzione tradizionale ma la completa,
la migliora e la rende più efficiente. Si tratta dunque di un nuovo modo non solo di fare ma anche di
concepire la produzione, che apre scenari fino a poco tempo fa impensabili. Adesso che le stampanti 3D
hanno raggiunto prezzi accessibili alle imprese, professionisti e persino a molti consumatori, questi scenari si
moltiplicano, combinandosi con altre tecnologie già esistenti come Internet, Cloud, Social Network, Software
CAD, e altri strumenti digitali di creatività condivisa.
44
Il collegamento tra Stampa 3D e Industry 4.0 sta principalmente nel fatto che ora diventa possibile, per una
impresa manifatturiera, gestire produzioni fortemente personalizzate, con un costo delle varianti pressoché
nullo: nella quarta rivoluzione industriale, infatti, i sistemi cyber fisici partecipano a una dimensione più
orizzontale, dove i confini sono meno chiari tra mondo digitale e manifatturiero, e si creano forme nuove di
complementarietà tra manifattura e servizi.
Oggi la Stampa 3D funziona bene dove le quantità da produrre non sono enormi. Se da un lato questa
caratteristica sembra avvantaggiare le piccole e medie imprese manifatturiere che sviluppano produzioni di
nicchia molto specializzate, dall’altro l’Industria 4.0 insieme alla Stampa 3D potrebbe permettere alle grandi
imprese di entrare proprio in quelle nicchie dove prima non riuscivano ad essere competitive. Tuttavia,
uno dei punti di forza dell’industria italiana è la capacità creativa, non tanto di inventare nuove tecnologie
quanto di inserire in produzioni tradizionali le novità tecnologiche. Le PMI italiane hanno quindi il potenziale
per ottenere enormi guadagni sfruttando una caratteristica della manifattura additiva che consiste nel
ripensare la forma degli oggetti per sfruttare al massimo i ritorni di efficienza associati con nuove geometrie
e nuovi materiali.
La Stampa 3D sembra inoltre essere destinata a cambiare i modelli di business. In futuro si ridurrà lo
stoccaggio nei magazzini dei pezzi di ricambio, si potrà pensare alla produzione degli oggetti, anche
decentrata, nel momento in cui serviranno. Anche in questo caso il pezzo in sé potrebbe venire a costare
forse un po’ di più, ma il risparmio sarebbe grande in termini di immobilizzazione di capitale, costi di
magazzino, spedizione dei ricambi.
Pur nell’incertezza data da un’innovazione ancora ai primi stadi evolutivi è chiaro che si tratta di una
tecnologia di ampia portata con implicazioni molto importanti sui costi di produzione, sull’efficienza dei
processi produttivi, sulla logistica e sull’organizzazione del lavoro.
Alcune caratteristiche di questa nuova tecnologia (es. più libere geometrie, bassi costi delle varianti)
connotano intrinsecamente questa innovazione mentre altre (es. scomparsa delle economie di scala)
devono essere verificate alla luce dei prossimi sviluppi tecnologici e sulla base di dati raccolti sul campo.
Anche l’effettivo impatto sulla logistica, sull’organizzazione del lavoro, sull’impronta ecologica delle
produzioni deve essere studiato non solo sulla base di modelli astratti ma sul terreno della ricerca empirica,
a fronte di dati reali. Solo il tempo dirà se queste innovazioni tecnologiche determineranno una effettiva
“democratizzazione” dei processi produttivi e nuove forme più distribuite di ricerca e sviluppo che sfruttino
in pieno le potenzialità di nuovi modelli relazionali resi possibili dalla rete.
6. Verso la quarta dimensione?
Un gruppo di ricercatori australiani del Centre of Excellence for Electromaterials Science dell’Università di
Wollongong ha recentemente creato un oggetto capace di cambiare forma nel tempo, aggiungendo la
quarta dimensione alla tecnica della Stampa 3D. Più precisamente, l’idea è di progettare oggetti 3D che,
una volta stampati, siano in grado di assumere nuove forme in fase di post produzione, sotto l’influenza
di stimoli esterni forniti ad esempio dall’acqua o dal calore. La capacità del materiale di evolvere la sua
struttura nel tempo fa sì che la tecnica venga definita 4D.
L’equipe australiana ha indirizzato i propri sforzi verso la realizzazione di una valvola (un dispositivo che
serve a regolare il flusso di fluidi) che si aziona in risposta alla temperatura dell’acqua circostante. È stata
creata stampando un idrogel “dinamico”, che risulta al tempo stesso flessibile e meccanicamente robusto.
Si tratta di un dispositivo in grado di funzionare appena uscito dalla stampante e che non richiede passaggi
aggiuntivi.
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Figura 10 - Valvola in 4D
Nella figura: A. Il modello tridimensionale disegnato al computer B. La stampante in azione C. La valvola
rimane aperta se l’acqua ha una temperatura di 20 °C D. La valvola si chiude quando l’acqua raggiunge la
temperatura di 60 °C E. Il grafico mostra la quantità di fluido che attraversa la valvola con il trascorrere del
tempo, quando la temperatura è impostata a 60 °C. | MARC IN HET PANHUIS ET AL./MACROMOLECULAR RAPID COMMUNICATIONS
Il congegno dell’ACES è stato progettato per lavorare come un qualunque attuatore, ovvero un sistema
capace di trasformare un segnale (di solito elettrico) in movimento. In questo caso l’input è fornito dall’acqua
calda: una volta rilevata la sua presenza, la valvola cambia forma chiudendosi in autonomia.
L’impatto della Stampa 4D può essere particolarmente significativo nel campo della cosiddetta soft-robotics
(robotica “morbida”), un’area di ricerca destinata al concepimento di automi flessibili e altamente adattabili,
grazie all’utilizzo di materiali deformabili.
46
7. Bibliografia
Il futuro è delle stampanti 4D,
Davide Decaroli, Focus - aprile 2015
In Italia al lavoro 2.300 stampanti 3D,
Davide Sher, Corriere della Sera - Speciale quarta rivoluzione industriale - maggio 2014
La stampa 3D come nuova sfida tecnologica al lavoro manifatturiero,
Luca Beltrametti, Angelo Gasparre - Università degli Studi di Genova - novembre 2014
Manifattura Italia - La rivoluzione digitale del manifatturiero 4.0 come leva di trasformazione
competitiva del nostro Paese, Ministero dello Sviluppo Economico - novembre 2015
“Printing technologies”: un volano per il manifatturiero italiano e lo smart manufacturing,
Fabrizio Pirri - Politecnico di Torino e Istituto Italiano di Tecnologia - ottobre 2015
3Printing and Additive Manufacturing, State of the Industry
Annual worldwide progress report, Wohlers Associates Report - 2012, 2014
Industry 4.0,
Rapporto Roland Berger sui trend dell’industria manifatturiera degli ultimi 15 anni - luglio 2015
Un nuovo modo di concepire il processo produttivo: tra makers e 3D printing,
Katiuscia Lavoratori - maggio 2014
WW 3D Printer 2012-2017 Forecast and Vendor Shares,
IDC Special Study - novembre 2013
Web:
allabout3dprinting.com; corriere.it; corrierecomunicazioni.net; digital4.biz; en.wikipedia.org; focus.it;
it.Wikipedia.org; stampa3d-forum.it; stampa3dstore.com; stratasys.com
47
capitolo 4
Aziende associate Anie automazione
• 3W POWER SPA
• GEOCART SPA • PROJECT AUTOMATION SPA • GEWISS SPA • A.T.I. SRL • GTEC EUROPE SRL • ABB SPA - POWER SYSTEMS DIVISION • ABB SPA - ABB SACE DIVISION • ALLEANTIA SRL • REER SPA
• HEIDENHAIN ITALIANA SRL • RITTAL SPA • HONEYWELL SRL • ROCKWELL AUTOMATION SRL • ANSALDO ENERGIA SPA • AUTEC SRL • RPS SPA - RIELLO UPS
• I.D.&A. SRL • INTESIS SRL • B&R AUTOMAZIONE INDUSTRIALE SRL
• BONFIGLIOLI RIDUTTORI SPA • S.D.I. AUTOMAZIONE INDUSTRIALE SPA • SAIA BURGESS CONTROLS ITALIA SRL • KEB ITALIA SRL • BORRI SPA • BOSCH REXROTH SPA • REEL SRL • SAIRA ELECTRONICS SRL
• SCHNEIDER ELECTRIC SPA • LACROIX SOFREL SRL • SCHUNK INTEC SRL
• LAPP ITALIA SPA • SELTA SPA • C.E.A.I. ELETTRONICA SRL • LENZE ITALIA SRL • SEW EURODRIVE SAS • CALVI SISTEMI SNC • LEVER SRL • SICK SPA • DANFOSS SRL • M.D. MICRO DETECTORS SPA • SIECAB SRL
• DELTA ENERGY SYSTEMS (ITALY) SRL
• META SYSTEM SPA • SIEL SPA • DKC EUROPE SRL
• MITSUBISHI ELECTRIC EUROPE B.V. • SIEMENS SPA • DUCATI ENERGIA SPA • MOTOVARIO SPA • SODI SCIENTIFICA SRL • E.T.A. S.P.A. • NATIONAL INSTRUMENTS ITALY SRL • E.T.G SRL • NIDEC ASI SPA • EATON INDUSTRIES (ITALY) SRL • NISE SRL • SICON SRL • SP ELECTRIC SRL
• ELETTRONICA SANTERNO SPA • ELETTROPIEMME SRL
• STI SRL • TDE MACNO SPA • TECNOWARE SRL • ODE SRL
• EMERSON INDUSTRIAL AUTOMATION ITALY SPA • OLTREBASE SRL • EMERSON NETWORK POWER ITALIA SRL • OMNICON SRL
• EMERSON PROCESS MANAGEMENT SRL • OMRON ELECTRONICS SPA • TELESTAR SRL • TELETECNICA SRL • TEX COMPUTER SRL • TURCK BANNER SRL • ENDRESS + HAUSER ITALIA SPA • EPLAN SOFTWARE & SERVICE SRL
• PANASONIC ELECTRIC WORKS ITALIA SRL • VIPA ITALIA SRL • ESA ELETTRONICA SPA • PARKER HANNIFIN ITALY SRL • PCVUE SRL • WEIDMÜLLER SRL • FAMAS SYSTEM SPA • PHOENIX CONTACT SPA • WIT ITALIA SRL • FESTO SPA • PHOENIX MECANO SRL • WITTENSTEIN SPA • FINCANTIERI SI SPA
• PILZ ITALIA SRL • WONDERWARE ITALIA SPA • FINMECCANICA SPA
• PNEUMAX SPA
• FRIEM SPA • POWERTRONIX SRL • PRISMA IMPIANTI SPA • GEFRAN SPA 48
• PROFACE ITALIA SPA • YOKOGAWA ITALIA SRL Federazione ANIE
ANIE Automazione
Viale Lancetti, 43 - 20158 Milano - Tel. 02 3264.252 - Fax 02 3264.333
anieautomazione@anie.it - www.anieautomazione.it - www.anie.it
www.forumtelecontrollo.it - www.forumeccatronica.it - @ANIEAutomazione

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